KIMIKA INDUSTRIALA GOI-MAILAKO TEKNIKARIA KIMIKA LANBIDE HEZIKETAKO ZIKLOEN PROGRAMAZIOA PROGRAMACIÓN DE LOS CICLOS FORMATIVOS DE FORMACIÓN PROFESIONAL LANBIDE PROGRAMACIÓN HEZIKETAKO ZIKLOEN DE LOS CICLOS FORMATIVOS PROGRAMAZIOA DE FORMACIÓN PROFESIONAL QUIMICA TÉCNICO SUPERIOR EN LABORATORIO DE ANÁLISIS Y C O N T R O L D E CA L I DA D Módulo 2: Análisis Químicos LANBIDE HEZIKETAKO ZIKLOEN PROGRAMAZIOA PROGRAMACIÓN DE LOS CICLOS FORMATIVOS DE FORMACIÓN PROFESIONAL QUIMICA TÉCNICO SUPERIOR EN LABORATORIO DE ANÁLISIS Y DE CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: Análisis Químicos Un registro bibliográfico de esta obra puede consultarse en el catálogo de la Biblioteca General del Gobierno Vasco: http//www.euskadi.net/ejgvbiblioteka Edición: 1.ª, junio 2009 Tirada: 50 ejemplares © Administración de la Comunidad Autónoma del País Vasco Departamento de Educación, Universidades e Investigación Internet: www.euskadi.net Edita: Eusko Jaurlaritzaren Argitalpen Zerbitzu Nagusia Servicio Central de Publicaciones del Gobierno Vasco Donostia-San Sebastián, 1 – 01010 Vitoria-Gasteiz Autor: Arantxa Zamora Lucas Coordinación: Víctor Marijuán Marijuán KOALIFIKAZIOEN ETA LANBIDE HEZIKETAREN EUSKAL INSTITUTUA INSTITUTO VASCO DE CUALIFICACIONES Y FORMACIÓN PROFESIONAL www.kei-ivac.com Diseño y maquetación: TRESDETRES D.L.: BI-1764-09 ÍNDICE SECUENCIACIÓN DE UD Y TEMPORALIZACIÓN 0. 1. 2. Horas: 297 Nº. de unidades: 15 3. 4. 5. 6. 7. Esta publicación que tienes entre tus manos ha sido elaborada por compañeros y compañeras en activo. La programación de cualquier materia es un trabajo muy personal, amparado en la experiencia de cada profesor o de cada profesora y sujeto, por lo tanto, a subjetividad. Teniendo en cuenta esta premisa, te invitamos a que lo analices y si lo consideras oportuno lo utilices como material de consulta y si llega el caso, como guía que puede orientar tu intervención docente. Aún considerando sus posibles limitaciones, está concebido y diseñado a partir del DCB de los nuevos ciclos formativos y tiene en cuenta la normativa vigente en la CAPV relativa al desarrollo curricular así como lo concerniente a la programación docente (Decreto 32/2008 de 26 de febrero). Esperamos que te sea de utilidad, a la vez que agradecemos a sus autores el esfuerzo realizado para que este trabajo haya sido posible. 8 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. Pág. 03 Unidad didáctica nº. 0: Presentación del módulo Pág. 05 Unidad didáctica nº. 1: Tratamiento e interpretación de datos en el análisis químico Pág. 08 Unidad didáctica nº. 2: Identificación y manipulación de sustancias químicas Pág. 13 Unidad didáctica nº. 3: Preparación de disoluciones Pág. 18 Unidad didáctica nº. 4: Introducción a la química analítica Pág. 23 Unidad didáctica nº. 5: Análisis inorgánico cualitativo Pág. 28 Unidad didáctica nº. 6: Análisis inorgánico cuantitativo Pág. 32 Unidad didáctica nº. 7: Análisis volumétrico de neutralización Pág. 38 Unidad didáctica nº. 8: Análisis volumétrico redox Pág. 43 Unidad didáctica nº. 9: Análisis volumétrico de formación de complejos Pág. 48 Unidad didáctica nº. 10: Análisis volumétrico de precipitación Pág. 53 Unidad didáctica nº. 11: Análisis gravimétrico Pág. 58 Unidad didáctica nº. 12: Proyecto de análisis químico inorgánico Pág. 62 Unidad didáctica nº. 13: Fundamentos de química orgánica Pág. 65 Unidad didáctica nº. 14: Análisis de compuestos orgánicos Pág. 69 Unidad didáctica nº. 15: Proyecto de síntesis y análisis químico orgánico Pág. 73 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUIMICA Secuenciación y Temporalización de Unidades Didácticas BLOQUES DE CONTENIDOS B1 B2 B3 B4 B5 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X UNIDADES DIDÁCTICAS SECUENCIADAS UD 0: Presentación del módulo UD 1: Tratamiento e interpretación de datos en el análisis químico UD 2: Identificación y manipulación de sustancias químicas UD 3: Preparación de disoluciones UD 4: Introducción a la química analítica UD 5: Análisis inorgánico cualitativo UD 6: Análisis inorgánico cuantitativo UD 7: Análisis volumétrico de neutralización UD 8: Análisis volumétrico redox UD 9: Análisis volumétrico de formación de complejos UD 10: Análisis volumétrico de precipitación UD 11: Análisis gravimétrico UD 12: Proyecto de análisis químico inorgánico UD 13: Fundamentos de química orgánica UD 14: Análisis de compuestos orgánicos UD 15: Proyecto de síntesis y análisis químico orgánico TOTAL DURACIÓN 1 h. 25 h. 14 h. 20 h. 15 h. 15 h. 15 h. 21 h. 18 h. 16 h. 15 h. 15 h. 50 h. 14 h. 13 h. 30 h. 297 h. Bloque 1: Clasificación de materiales y reactivos para análisis químico y reactivos para análisis químico. Bloque 2: Preparación de disoluciones. Bloque 3: Aplicación de técnicas de análisis cuantitativo. Bloque 4: Análisis de funciones orgánicas. Bloque 5: Valoración de los resultados en análisis químico. 4 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUIMICA Unidad didáctica nº. 0: PRESENTACIÓN DEL MÓDULO Duración: 1 hora Objetivos de aprendizaje: 1.Conocer la planificación global de desarrollo del módulo, así como a los miembros del grupo. 2.Comprender los criterios que serán considerados y aplicados por el profesor o profesora en la gestión del proceso formativo. 3.Identificar los derechos y obligaciones como estudiante, en relación con el módulo. 4.Comprender las principales interrelaciones que se dan entre las unidades didácticas del módulo y entre este y los demás que lo constituyen. 5.Identificar los propios conocimientos en relación con los que se deben alcanzar en el módulo. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES CONCEPTUALES ACTITUDINALES • • • • • • • • Bloques 1 2 3 4 5 Análisis de las relaciones existentes entre los módulos del ciclo y las de éste con las cualificaciones que le sirven de referente. Identificación y registro en el soporte adecuado de los aspectos, normas y elementos que se planteen en torno a cuestiones disciplinares, metodológicos, relacionales, etc. Cualificaciones que constituyen el ciclo y relación con el módulo. Contribución del módulo al logro de los objetivos del ciclo. Objetivos del módulo. Criterios de evaluación del módulo y de las unidades didácticas. Valorar la importancia de lograr un consenso en relación con los comportamientos deseados por parte de todos los componentes del grupo, incluido el profesor o la profesora. Normas y criterios a seguir en el desarrollo del módulo UD 0. PRESENTACIÓN DEL MÓDULO 5 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUIMICA ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. T 1 A2 Presentación de los elementos que componen la programación. A3 Presentación de los criterios y normas que guiarán la gestión del proceso formativo. A1 Presentación de alumnos y alumnas y profesor o profesora. QUIÉN 10 min. Pr X Al X 2-4 10 min. X X 2-3 10 min. X X CÓMO se va a hacer RECURSOS PARA QUÉ se va a hacer El profesor o la profesora así como los alumnos y las alumnas se presentarán personalmente. El profesor o profesora sugerirá los aspectos que puedan resultar de interés en la presentación, siendo opcional el ofrecer una información u otra. La finalidad es permitir un conocimiento inicial y romper barreras sociales a efectos de favorecer la comunicación entre los componentes del grupo. Cuando el grupo sea de continuidad, no será necesaria esta actividad. El profesor o profesora valiéndose de un esquema o de una presentación utilizando recursos informáticos, si la infraestructura del aula lo permite, realizará una exposición de los elementos que constituyen la programación, horarios, etc. Que los alumnos y las alumnas adquieran una visión global de la programación de la materia del módulo, de su estructura, relaciones, tiempos y duraciones, etc. CON QUÉ se va a hacer No se requieren medios especiales para llevarla a cabo. Pizarra. Presentación en Power o similar. Cronogramas. Fotocopias con la información. Mediante una exposición verbal apoyada por transparencias u El alumnado conocerá, así, y comprenderá Esta actividad puede otros elementos el profesor o profesora dará a conocer los el marco académico, social e interrelacional, hacerse en el salón de criterios de diferente índole que serán utilizados en la gestión de modo que pueda ajustar sus clase o en aula taller y no del proceso de enseñanza y aprendizaje que se produzcan en intervenciones a dicho marco normativo. requiere de recursos el aula. Exámenes, criterios de corrección y evaluación, especiales. reglamento de régimen interno, responsabilidades disciplinarias, etc. Se abrirá un tiempo para que todas las dudas puedan ser aclaradas. A4-E1 Identificación de los conocimientos previos de los alumnos y de las alumnas en relación con el módulo profesional a cursar. 5 30 min. X X Esta actividad se puede desarrollar a través de un diálogo, mediante preguntas del profesor o profesora respondidas por los alumnos y por las alumnas o mediante un cuestionario preparado al efecto en formato de preguntas abiertas o de respuesta múltiple. UD 0. PRESENTACIÓN DEL MÓDULO Se trata de conocer el punto de partida del conocimiento del alumnado referido a los contenidos que serán desarrollados en el módulo. Este conocimiento permitirá al profesor o profesora reestructurar la programación, adecuándose a la realidad del grupo y de las individualidades. Cuestionarios. 6 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUIMICA OBSERVACIONES • • • La actividad A1 será suficiente con que se realice en uno de los módulos. El equipo del ciclo se pondrá de acuerdo en determinar en cuál se hará. La actividad A4 puede mantenerse aunque en cada una de las unidades didácticas se realiza una actividad que incluya una evaluación inicial. En todo caso, ambas actividades son compatibles y complementarias. Puede ser un primer momento para tomar contacto con los conocimientos previos, de modo general, aunque sea en cada unidad donde se haga una incidencia mayor. En las unidades didácticas de este módulo, las actividades pueden ser de enseñanza y aprendizaje (A) o de evaluación (E). En ocasiones, una misma actividad además de ser de enseñanza y aprendizaje, puede serlo, también, de evaluación. En estos casos se expresará como (An-Em) y serán actividades que participan de la triple naturaleza. La numeración de las A, la (n) y de las E, la (m) es independiente entre sí. UD 0. PRESENTACIÓN DEL MÓDULO 7 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 1: TRATAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE DATOS EN EL ANÁLISIS QUÍMICO Duración: 25 h. RA 5: Valora resultados obtenidos del análisis, determinando su coherencia y validez. Objetivos de aprendizaje: 1. Valorar la importancia del análisis químico y la fiabilidad de los resultados analíticos. 2. Respetar la evidencia de los resultados obtenidos en el análisis. 3. Deducir las cifras significativas que debe de incluir el resultado final. 4. Establecer los criterios de aceptación o rechazo de los resultados obtenidos. 5. Analizar los datos obtenidos en relación con los criterios previamente definidos de aceptación o rechazo de los resultados. 6. Considerar acciones preventivas y correctoras de la evaluación de los resultados. 7. Evaluar los resultados obtenidos, utilizando tablas, patrones o normas establecidas. 8. Obtener la concentración final del analito a partir de las gráficas y los cálculos correspondientes. 9. Registrar los datos en los soportes adecuados, indicando las referencias necesarias. 10. Utilizar o programas de tratamiento de datos a nivel avanzado. 11. Elaborar informes siguiendo especificaciones. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES CONCEPTUALES Bloques 1 2 3 4 5 • • • • • Valoración de errores y cifras significativas. Redondeo de los resultados experimentales y de los cálculos realizados. Utilización de programas de tratamiento de datos a nivel avanzado. Evaluación de los resultados analíticos utilizando tablas, patrones o normas establecidas. Elaboración de informes y boletines de análisis según las especificaciones correspondientes (BPLs). X X X X X • • • • • • Tipos de errores en el análisis químico: Determinados, Indeterminados y Crasos. Cálculos estadísticos: media, mediana. Definición de términos: Precisión y Exactitud. Criterios de aceptación y rechazo de discrepantes. Límites de confianza. Métodos de cálculo de incertidumbres. Cálculos estadísticos y representación gráfica. X X X X X X UD 1: TRATAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE DATOS EN EL ANÁLISIS CLÍNICO 8 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA • • ACTITUDINALES Valoración de la implicación en las actividades. Confidencialidad en el tratamiento de los resultados. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. T 0,5 h. A1 Presentación de la U.D. A2.1 Explicación relativa a las características de calidad de los métodos analíticos. 1,2 1 h. QUIÉN Pr Al X X X A2.2 Debate sobre los datos experimentales. A3 Estudio de casos sobre la expresión de los datos experimentales. X X 1,2,3 2 h. X CÓMO se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que componen el módulo (1.Selección de materiales, 2. Análisis, 3.Evaluación y presentación de los resultados). RECURSOS PARA QUÉ se va a hacer CON QUÉ se va a hacer Conocer la interrelación directa con los demás módulos. Para predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar . DCB Mediante transparencias o físicamente, mostrar ejercicios tipo y material a utilizar. Se plantea el trabajo científico como el Que cada uno de los alumnos y de las resultado de una serie de medidas para alumnas conozca los fundamentos básicos para poder realizar las corroborar una hipótesis. diferentes actividades Se muestran gráficas realizadas a partir de puntos experimentales de modo que susciten el debate de la importancia de los errores y puntos sospechosos. El profesor o la profesora dirige y anota las ideas que surgen para concluir con un resumen. La profesora o el profesor plantea una Lograr que el alumno o la alumna identifique las vistas y las relaciones serie de experiencias en las que se obtienen datos experimentales de modo biunívocas entre ellas . Desarrollar el gusto por las cosas bien que induzca en el alumnado la hechas, si se mandan guardar necesidad de expresarlos de manera ordenados los trabajos realizados correcta según la certeza (no incertidumbre). UD 1: TRATAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE DATOS EN EL ANÁLISIS CLÍNICO Transparencias, Cubo o triedro físico con bisagras. Piezas físicas. Colección de piezas prismáticas de diferentes características. Colección de piezas cilíndricas de diferentes perfiles. 9 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA X A4.1 Exposición sobre los errores experimentales. 1,2,3,4,7 3,5 h. X A5.1 Exposición relativa al tratamiento estadístico de datos. 1,2,4,5,6, 7 4 h. X X A5.2 Estudio de experimentos para establecer los criterios de rechazo de discrepantes. A6.1 Explicación sobre la validación y calibración de resultados experimentales. Explicación sobre el manejo de los datos en química analítica, tipos de errores, medios de propagación, modos de minimizarlos, representaciones gráficas y términos estadísticos. X A4.2-E1 Resolución de problemas relativos al tratamiento de errores experimentales. 1,2,3,4,5, 6,7,8 5 h. X La alumna o el alumno expresa los datos de los casos anteriores teniendo en cuenta la incertidumbre y su propagación en los cálculos químicos. Detectar y corregir los errores más Trasparencias o cualquier otro método comunes en origen. audiovisual que permita la puesta en Facilitar la corrección. común del trabajo. Fomentar la participación y la discusión. A partir del planteamiento de los problemas, la resolución se hará por parejas, con una puesta en común dirigida por el profesor o la profesora al finalizar. El profesor o la profesora da a conocer Ejercitar la visualización de piezas. los términos estadísticos utilizados en el Trabajar las relaciones entre las diferentes vistas tratamientote errores: población, muestra, media, mediana, desviación estándar, límites de confianza, test Q, prueba T… El alumnado agrupado en parejas analiza los datos obtenidos a partir de un experimento y presenta ante los compañeros los valores sospechosos y su tratamiento estadístico. La profesora o el profesor realiza una exposición sobre las ayudas estadísticas para la comprobación de hipótesis y el método de mínimos cuadrados para obtener curvas de calibrado. Interpretar piezas representadas en distintos sistemas. UD 1: TRATAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE DATOS EN EL ANÁLISIS CLÍNICO Láminas preparadas tipo test con números y letras. Láminas preparadas para seleccionar las diferentes vistas y componer el plano. Estos tipos de ejercicios pueden realizarse en el ordenador como si fueran puzzles. Encerado o medios audiovisuales. Piezas físicas que faciliten la interpretación. Programas de CAD en 3D. 10 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA X A6.2-E2 Resolución de problemas sobre la validación y calibración de resultados experimentales. A7.1 Exposición referida al aseguramiento de la calidad en los laboratorios. 1,2,4,5,6, 7,10 4 h. X A8-E3 Presentación de los criterios a seguir en la elaboración de informes. La profesora o el profesor, mediante ejemplos de procedimientos de calibración de aparatos y realización de análisis concretos, explica la necesidad de asegurar la trazabilidad de los resultados y la acreditación de los laboratorios de análisis, describiendo los medios necesarios para conseguirlo (Organizaciones externas, materiales de referencia certificados,…) Expone además, los procedimientos de control de calidad mediante los gráficos (Shewhart, Cusum…), tablas y técnicas de calibración, ayudándose de programas informáticos. X A7.2 Realización de ejercicios referentes a los procedimientos de control de calidad. Todos 5 h. X Se plantean problemas relativos a comparaciones de series de datos, ajuste de ecuaciones a datos experimentales y gráficas para obtener la concentración del analito. El alumnado los resuelve y entrega individualmente. Incidir en el reconocimiento de piezas a partir de las diferentes vistas. Diferenciar los elementos geométricos que conforman los perfiles de las piezas, rectas, arcos, puntos de tangencia, etc. Planos de piezas prismáticas y de revolución, de dificultad creciente facilitados por el profesor. Programas de CAD en 3D Aplicando los métodos establecidos se realizan diversos ejercicios por parejas de alumnos o alumnas bajo la supervisión del profesor o de la profesora. El profesor o la profesora valiéndose de Adquirir destrezas de interpretación y relación entre vistas. informes de laboratorio, realiza una exposición diferenciando cada uno, incidiendo en los apartados y modo de presentar los resultados de un análisis UD 1: TRATAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE DATOS EN EL ANÁLISIS CLÍNICO Colección de láminas preparadas por el profesor 0 por la profesora, en papel o soporte informático. 11 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA químico, indicando las fuentes utilizadas para su elaboración. X La alumna o el alumno, individualmente, a partir de enunciados de distintos análisis químicos que suministra la profesora o el profesor, elabora un boletín de análisis según las especificaciones correspondientes. OBSERVACIONES UD 1: TRATAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE DATOS EN EL ANÁLISIS CLÍNICO 12 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 2: IDENTIFICACIÓN Y MANIPULACIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS Duración: 14 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. Objetivos de aprendizaje: 1.Identificar y clasificar los reactivos químicos atendiendo a su naturaleza química y a su pureza. 2.Conocer y aplicar los criterios se seguridad en el laboratorio. 3.Conocer los Principios de las Buenas Prácticas de Laboratorio (BPL) y su interpretación para facilitar su aplicación. 4.Identificar las operaciones básicas necesarias en los procesos analíticos. 5.Aplicar criterios de orden y limpieza en la preparación de equipos y materiales. CONTENIDOS Bloques 1 PROCEDIMENTALES • • • Identificación de los productos químicos: Estado, naturaleza química, pureza … Aplicación de las técnicas de separación en el análisis químico (filtración, decantación, extracción, …). Manejo de fichas de datos de seguridad. X X X CONCEPTUALES • Los productos químicos en el laboratorio. Sistemas de clasificación. X ACTITUDINALES • • Valoración del orden y limpieza del laboratorio. Precaución en el manejo de productos químicos. UD 2: IDENTIFICACIÓN Y MANIPULACIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS 2 3 4 5 X X 13 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. T 0,5 h. A1 Presentación de la U.D. QUIÉN Pr Al X CÓMO se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que lo componen: PARA QUÉ se va a hacer Conocer la interrelación directa con los demás módulos. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. RECURSOS CON QUÉ se va a hacer DCB mediante presentación en Power-Point. 1.Selección de materiales,. 2. Análisis. 3.Evaluación y presentación de los resultados. A2 Búsqueda de información e intercambio de experiencias sobre la seguridad en el laboratorio y las BPL. A3 Visita guiada al laboratorio para conocer su organización. 2,3 2 h. X 1,2,5 2 h. X X Los alumnos y las alumnas, en grupos, Recopilar datos, participar y adquirir realizan una búsqueda bibliográfica conciencia de la necesidad de cumplir sobre las Buenas Prácticas y la las BPL. seguridad en los laboratorios y elaboran un informe con los puntos que consideran más importantes. Presentan este informe en la clase dirigidos por el profesor o la profesora, y de manera participativa entre el resto de los compañeros y las compañeras. Bibliografía relacionada con el tema, Internet, guión con los aspectos a considerar en la búsqueda de la información. El profesor o la profesora, en el laboratorio, reparte y muestra ante el alumnado un plano del mismo, detallando cómo están organizados tanto el material como los reactivos, e indicando las líneas de servicios auxiliares. Además, sobre el plano y en el Laboratorio y planos. Educar y desarrollar la capacidad de observación del alumnado. Identificar con el nombre correcto el material del laboratorio. Familiarizarse con el material y reactivos del laboratorio y su situación. Tomar conciencia de la importancia de la minimización de los residuos en el UD 2: IDENTIFICACIÓN Y MANIPULACIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS 14 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA laboratorio explica: • • • • A4.1 Exposición sobre la selección y manipulación de sustancias químicas. A4.2 Análisis de las FDS de las sustancias químicas. 1,2,5 2,5 h. X Los sistemas de clasificación y almacenamiento de reactivos y sus registros. Los tipos de residuos que pueden generarse, su clasificación, el modo de eliminación, almacenamiento y sus registros. La limpieza y rotulación del material de laboratorio. La necesidad de tener y mantener un cuaderno de laboratorio para anotar datos y situaciones. La profesora o el profesor, en el laboratorio, ayudándose de catálogos de reactivos, expone el modo de clasificación de las sustancias químicas comerciales, tipos de calidades, pureza, estado físico, propiedades… Posteriormente, da a conocer las reglas para el correcto uso de los reactivos químicos y las fichas de datos de seguridad de los productos químicos. X laboratorio. Comprender la importancia del uso del cuaderno del laboratorio en la elaboración de informes. Manejar correctamente tablas y catálogos en la selección de reactivos químicos. Tener precaución en el manejo de sustancias químicas. Saber obtener y manejar adecuadamente las FDS de las sustancias químicas. Tablas, catálogos, distintos tipos de bibliografía, Internet y catálogo de FDS. El alumnado en agrupado en parejas busca y analiza las FDS de varias sustancias químicas destacando aspectos como: identificación, riesgos, manipulación, almacenamiento, eliminación, protección… UD 2: IDENTIFICACIÓN Y MANIPULACIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS 15 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA A5.1 Exposición sobre las operaciones básicas necesarias en los procesos analíticos. 2,3,4,5 4 h. X A5.2 Práctica guiada sobre la identificación de equipos empleados. X A5.3 Debate razonado sobre las ideas claves de las operaciones básicas. E1 Actividad específica de evaluación consistente en una práctica autónoma. Todos 3 h. X El alumnado se divide en grupos para realizar un trabajo relacionado con las operaciones básicas necesarias en los procesos analíticos: molienda, mezclado, tamizado, precipitación, filtración, centrifugación, decantación, evaporación, destilación, cristalización, secado, absorción, adsorción y extracción. Diferenciar las técnicas más usuales en Guión aportado por el profesor o la la preparación de reactivos para el profesora en el que se incluyan los análisis químico. diferentes apartados a tener en cuenta. X El alumno o la alumna con ayuda del profesor identifica los equipos utilizados en las operaciones básicas. Con los procedimientos correspondientes a cada equipo, lo desmonta y monta de nuevo, sigue las instrucciones de puesta en marcha y parada. Razonar los procedimientos operativos de laboratorio y adquirir soltura en el manejo del material analítico. Identificar la técnica más adecuada y eficaz para el análisis químico deseado. X Moderados por la profesora o el profesor, el alumnado debate ante una serie de cuestiones referentes a cada una de las operaciones básicas que incluyen las ideas claves de cada operación. X Cada alumno o alumna realizará una práctica en la que a partir de una muestra, tenga que identificar correctamente las sustancias químicas que la componen y realizará las operaciones básicas necesarias para el análisis. Al finalizar, presentara un informe. A partir de procedimientos de trabajo establecidos, montar, desmontar y efectuar operaciones de parada y puesta en marcha del aparato o instrumento, siguiendo escrupulosamente los pasos señalados en los mismos. Adquirir destreza en el laboratorio Procedimiento de trabajo o guión aplicando los criterios de orden limpieza aportado por el profesor o la profesora. y teniendo precaución en el manejo de productos químicos. Evaluar el proceso de aprendizaje. UD 2: IDENTIFICACIÓN Y MANIPULACIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS 16 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA OBSERVACIONES • • • Conviene realizar una prueba de identificación de conocimientos previos, para valorar la necesidad de repasar la formulación y la nomenclatura y reforzar contenidos. Esta prueba, además, servirá para poder evaluar el esfuerzo individual de la alumna o del alumno en el desarrollo de esta unidad y de las siguientes. La A5 referente a las operaciones básicas de laboratorio se realiza a modo de resumen y repaso puesto que sus conocimientos se desarrollan ampliamente en el bloque IV del módulo “Muestreo y preparación de la muestra”. Todos los informes elaborados por la alumna o el alumno en esta unidad y en las posteriores, las pueden archivar en carpetas individuales para poder efectuar consultas posteriores. De esta manera se estimula la limpieza y el orden y se visualiza el proceso de aprendizaje. UD 2: IDENTIFICACIÓN Y MANIPULACIÓN DE SUSTANCIAS QUÍMICAS 17 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 3: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Duración: 20 h. RA 2: Prepara disoluciones justificando cálculos de masas y concentraciones. RA 5: Valora resultados obtenidos del análisis, determinando su coherencia y validez. Objetivos de aprendizaje: 1. Calibrar los aparatos y materiales según normas estandarizadas y de calidad. 2. Calcular las masas y concentraciones de los reactivos implicados en una reacción dada aplicando las leyes químicas. 3. Seleccionar los materiales volumétricos y los reactivos necesarios en la determinación de disoluciones de concentración requerida. 4. Expresar las disoluciones en distintas unidades de concentración. 5. Identificar las reacciones que tienen lugar. 6. Valorar la disolución frente a un reactivo de referencia normalizado. 7. Aplicar las normas de calidad, salud laboral y protección ambiental en todo el proceso de preparación de disoluciones. 8. Obtener la concentración final del analito a partir de las gráficas y los cálculos correspondientes. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES CONCEPTUALES Bloques 1 2 • • • • • • • Medición de masas y volúmenes. Calibración de aparatos volumétricos y balanzas según las normas estandarizadas y de calidad. Selección de material volumétrico en función de la concentración requerida. Preparación y normalización de reactivos y soluciones patrón. Realización de cálculos de concentraciones. Preparación y valoración de disoluciones, etiquetándolas. Utilización de gráficas para obtener la concentración de la disolución. X X X X X X • • • • • Disolución: Concepto y propiedades. Concentración de una disolución y formas de expresarla. Soluciones patrón. Factorización. Diluciones. Reactivos, indicadores. X X X X X UD 3: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES 3 4 5 X 18 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA • • ACTITUDINALES Valoración del cumplimiento de las normas de calidad, salud laboral y protección ambiental. Interés por el orden y limpieza durante las fases del proceso. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. T QUIÉN PARA QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que lo componen: 1.Selección de materiales. 2. Análisis. 3.Evaluación y presentación de los resultados. Conocer la interrelación directa con los demás módulos. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. DCB. Mediante presentación en Power-Point. X El profesor o la profesora ayudándose de mezclas y disoluciones cotidianas y realizando distintas preguntas (¿Qué ves?, ¿Por qué?,…) induce a generar ideas sobre el tema de disoluciones (mezclas homogéneas y heterogéneas, disoluciones, concentración, etc.) Percibir que los contenidos de la unidad didáctica están integrados en la vida cotidiana. De esta forma, resulta más cercano y fácilmente aplicable asimilar los conceptos de: mezcla, solución, soluto, disolvente, solubilidad… Vasos, agua, azúcar, leche, gelatina. Ficha de recogida de ideas. Transparencias. X X La profesora o el profesor junto con los alumnos y las alumnas elaboran un mapa ordenando las palabras clave surgidas en la actividad anterior. X X Se realiza una exposición conjunta entre el profesor o la profesora y el alumnado que resuma los contenidos. Comprender las reacciones en disolución acuosa. Identificar y asociar los iones Video, modelos de disociación acuosa de cartulina. Al 0,5 h. 1 h. X A2.2 Exposición de mapa conceptual con palabras clave surgidas de la lluvia de ideas, que contenga las características de las soluciones y sus componentes. A2.3 Exposición y conclusión del profesor. A1 Presentación de la U.D. A3.1 Explicación relativa a los tipos de disoluciones. 2,5 5 2 h. RECURSOS CÓMO se va a hacer Pr X A2.1 Lluvia de ideas en torno a la observación de diferentes mezclas. X X X El profesor o la profesora mediante un video explica los tipos de soluciones y sus propiedades e introduce los conceptos de UD 3: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES CON QUÉ se va a hacer 19 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA X A3.2 Práctica autónoma del alumno de la realización de modelos de disociación. A4 Práctica guiada relativa a la medición de masas y calibración de balanzas. 1,2,8 2 h. X El profesor o la profesora limpia y calibra, según el procedimiento normalizado de trabajo, una balanza en el laboratorio y muestra el modo de medir la masa de distintos reactivos. Posteriormente anota el resultado de la calibración el registro del laboratorio según las BPL y el resultado de la medición, teniendo en cuenta los criterios establecidos en el boletín de análisis. X A5 Práctica guiada relativa a la medición de volúmenes y calibración de instrumentos. 1,3,8 2 h. solvatación y disociación. positivos y negativos con sus Mediante los modelos de disociación, el alumno valencias. o la alumna va conociendo los iones que componen las disoluciones acuosas y sus valencias. X X El alumno o la alumna, reproduce el procedimiento de calibrado y medida en todas las balanzas del laboratorio, registrando la calibración y elabora un informe con los resultados. El profesor o la profesora muestra los diferentes instrumentos de medida de volúmenes en el laboratorio, indicando sus características, limpia y calibra, según el procedimiento normalizado de trabajo, uno de ellos y muestra el modo de medir el volumen de un líquido según la precisión requerida. Posteriormente anota el resultado de la calibración en el registro del laboratorio según las BPL y el resultado de la medición, teniendo en cuenta los criterios establecidos en el boletín de análisis. El alumno o la alumna, reproduce el UD 3: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Conocer los distintos tipos de Laboratorio y su material. balanzas y su precisión. Adquirir destreza y precisión en el manejo de balanzas analíticas. Conocer las normas estandarizadas y los procedimientos de calidad, acostumbrándose a su manejo e interpretación. Expresar los resultados de forma correcta determinando los errores del instrumento. Anotar los resultados en los registros correspondientes. Reconocer adecuadamente el Laboratorio y su material. material volumétrico y su precisión para utilizarlo correctamente. Adquirir destreza y precisión en el manejo del material volumétrico del laboratorio. Conocer las normas estandarizadas y los procedimientos de calidad acostumbrándose a su manejo e interpretación. Expresar los resultados de forma correcta determinando los errores del instrumento. 20 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA procedimiento de calibrado y medida en los diferentes instrumentos (pipeta, bureta, matraz aforado…) registrando la calibración y elabora un informe con los resultados. A6.1 Exposición relativa a los modos de expresar la concentración de las disoluciones. 2,5,8,9 3 h. X A6.2 Resolución de problemas relativos a concentración de disoluciones. A7-E1 Práctica autónoma relativa a la obtención de disoluciones de distintas concentraciones. 1,2,3,4,5, 7,8,9,11 3 h. A8 Explicación relativa al cálculo del factor de una disolución. 4,5,6,10 1,5 h. X El profesor o la profesora expone los distintos modos de expresar la concentración de las disoluciones y el modo de obtener diluciones a partir de disoluciones preparadas. Conocer los conceptos de molaridad, molalidad, normalidad, porcentaje… X A partir del planteamiento de los problemas, la resolución se hará por parejas, con una puesta en común al finalizar. Aplicar estrategias de solución de problemas de cálculo de concentraciones y diluciones. X El alumnado prepara, en el laboratorio, disoluciones de cloruro de sodio a diferentes concentraciones y observa, bajo la supervisión del profesor o la profesora la creciente conductividad en la intensidad de la luz de un foco. A partir disoluciones anteriores prepara, también, diluciones de las mismas y las etiqueta adecuadamente. X La profesora o el profesor desarrollando un ejemplo práctico en el encerado analiza el procedimiento de valoración volumétrica frente a patrones primarios describiendo las Transparencias o presentación Power-Point. Diferenciar los modos de Material del laboratorio. preparación de una disolución según las exigencias de cada unidad de concentración, estableciendo las diferentes etapas y los equipos necesarios para su realización. Adquirir destreza en la preparación de disoluciones, familiarizarse con los conceptos introducidos en las Por grupos, representan gráficamente nº. de actividades anteriores y expresar los moles frente a volumen. resultados de forma correcta. Evaluar el proceso aprendizaje y El alumno o la alumna individualmente detectar carencias a reforzar o presentará al profesor o la profesora un informe progresos a felicitar. de laboratorio con los resultados obtenidos. UD 3: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES Dar a conocer los patrones primarios, sus ventajas e inconvenientes. Comprender los errores cometidos Aula y transparencias o presentación Power-Point. 21 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA E2 Actividad específica de evaluación consistente en la práctica autónoma de preparación y valoración de una disolución. Todos 5 h. X características principales de éstos, su forma de prepararlos e indicadores posibles. Posteriormente, determina el número de valoraciones de la misma muestra que son necesarias para dar un resultado correcto, explicando cuáles de estos resultados son desechables y cómo obtener el resultado representativo de todos los obtenidos. en la preparación de disoluciones. Calcular el factor de una disolución. Seleccionar el indicador adecuado. Mediante un problema analítico sencillo y utilizando la documentación apropiada, el alumno o la alumna debe planificar el diseño de la experiencia (preparación y factorización de una disolución) en el laboratorio donde se exprese: procedimiento que hay que seguir secuencialmente, material y reactivos necesarios y los cálculos que hay que realizar con objeto de interpretar el procedimiento escrito. Posteriormente elaborará un informe con lo realizado en el laboratorio. Aplicar técnicas rutinarias de Laboratorio y su material. análisis en el laboratorio, siguiendo el procedimiento o protocolo de trabajo. Contrastar la fiabilidad de los resultados mediante la comparación con el trabajo de cada alumno o alumna y resaltar la importancia del contraste con las sustancias patrones. Evaluar el proceso aprendizaje y detectar carencias a reforzar o progresos a felicitar. OBSERVACIONES • En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con la observancia de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 3: PREPARACIÓN DE DISOLUCIONES 22 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 4: INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA Duración: 15 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico Objetivos de aprendizaje: 1.Reconocer la importancia de la química analítica en los campos científico y tecnológico. 2.Definir el concepto de equilibrio químico, describiendo los factores que afectan al desarrollo del mismo. 3.Describir las reacciones químicas relacionándolas con sus aplicaciones analíticas. 4.Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis químico. 5.Aplicar criterios de orden y limpieza en la preparación de equipos y materiales. CONTENIDOS 1 PROCEDIMENTALES • • • Representar y designar roscas. Interpretar las características y representaciones de: moleteados, entalladuras y puntos de centrado. Identificar diferentes operaciones normalizadas y su acotado. X X X CONCEPTUALES • • • • • • • Reacción química: Ecuación química y relación ponderal. Mecanismos de reacción. Velocidad de reacción. Factores que la modifican: concentración, temperatura, grado de división,.. Catalizadores e Inhibidores. Estequiometría. Reactivos limitantes. Equilibrio químico. Constante de equilibrio. Equilibrios homogéneos y heterogéneos. Factores que afectan al equilibrio: presión, volumen, concentración. Principio de Le Chatelier. Tipos de reacciones: Ácido-Base, Redox, Precipitación… X X X X X X X • • Valoración del orden y limpieza del laboratorio. Precaución en el manejo de productos químicos. ACTITUDINALES UD 4: INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA Bloques 2 3 4 X X 23 5 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. A1 Presentación de la U.D. 0,5 h. QUIÉN Pr Al X T A2 Exposición referida al análisis químico. 1 0,5 h. X A2.1 Lluvia de ideas en torno al significado de diferentes palabras. 1,4 1 h. X A2.2 Exposición de mapa conceptual con palabras clave surgidas de la lluvia de ideas. A2.3 Exposición y conclusiones. CÓMO se va a hacer RECURSOS PARA QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se Conocer la interrelación directa sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el con los demás módulos y resto de las unidades que componen el módulo. unidades de éste. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. CON QUÉ se va a hacer DCB. Mediante presentación en Power-Point. El profesor o la profesora realiza una exposición sobre la química analítica (QA) diferenciando los aspectos de QA cualitativa y cuantitativa, los métodos de análisis (clásicos e instrumentales, físicos y químicos) y destacando su importancia en el desarrollo de otras ciencias y en el progreso. Poseer una visión de conjunto de Mediante presentación en la química analítica, de forma que Power-Point. entienda las diversas opciones que se tienen para resolver un determinado problema analítico. Diferenciar los análisis cualitativos y cuantitativos y los métodos físicos y químicos. X El profesor o la profesora ayudándose de un video presenta sustancias cotidianas en varios estados y realizando distintas preguntas (¿Qué es materia, sustancia, estado…? ¿Cambios físicos o químicos?) induce a generar ideas sobre el tema de las reacciones químicas. X X De igual manera, junto con los alumnos y las alumnas elabora un mapa ordenando las palabras clave surgidas en la actividad anterior. Percibir que los contenidos de la unidad didáctica están integrados en la vida cotidiana. De esta forma, resulta más cercano y fácilmente aplicable asimilar los conceptos de: materia, estado físico, reactivos, productos, reacción química… X X Se realiza una exposición conjunta, entre el profesor o la profesora y el alumnado, que resuma los contenidos. UD 4: INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA Video. Transparencias. 24 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA A3.1 Explicación relativa a las características de las reacciones químicas y sus modos de representación. 3,5 4 h. X A3.2 Resolución de cuestionarios relativos a las ecuaciones químicas. X A3.3-E1 Práctica autónoma referida a reacciones químicas sencillas. X A4.1 Práctica autónoma referente a la cinética química. A4.2 Intercambio de experiencias referentes a la actividad A4.1. 3,4,5 3 h. X X X El profesor o la profesora explica las características de las reacciones exotérmicas y endotérmicas, los tipos de reacciones y la forma de representarlas en ecuaciones químicas. Conocer y comprender la transformación de unas sustancias en otras y la conservación de las masas antes y después de la reacción (ajuste El alumnado analiza y resuelve, en grupos, de reacciones). cuestionarios sobre estequiometría (ajuste de Interiorizar la aplicación de la reacciones, relaciones masa-masa y masaestequiometria. volumen, reactivo limitante y en exceso y Aplicar las leyes ponderales y rendimiento). volumétricas y sus interrelaciones en la determinación de masas y Las alumnas y los alumnos, en parejas, realizan volúmenes en las reacciones una reacción química sencilla en el laboratorio químicas. (Ej.: bicarbonato con vinagre, oxígeno con Aprender a emplear cobre…) Identifican reactivos y productos, adecuadamente expresiones y escriben la reacción, comprueban la ecuaciones teniendo en cuenta estequiometría, descubren el reactivo limitante, las condiciones específicas del calculan el rendimiento… y registran todo lo experimento. observado en un informe que presentan ante sus Evaluar el proceso aprendizaje y compañeros y compañeras. detectar carencias a reforzar o progresos a felicitar. Presentación Power-Point. Cuestionarios presentados por el profesor o la profesora. Bicarbonato, vinagre, oxígeno, cobre… Material de laboratorio. La profesora o el profesor plantea a cada pareja de alumnos o alumnas la realización de una reacción química (tiosulfato sódico con ácido sulfúrico) en el laboratorio, de modo que las condiciones experimentales (concentración y temperatura) entre las parejas sean diferentes. Guiones presentados por el profesor o la profesora. Material de laboratorio, tiosulfato sódico, ácido sulfúrico. Deducir qué es la velocidad de reacción. Reconocer la rapidez con que se efectúan las reacciones químicas y analizar el efecto que sobre la velocidad de reacción tienen diferentes factores. Las alumnas y los alumnos registran lo Adquirir destreza en el laboratorio, observado en un informe que presentan ante sus teniendo precaución en el manejo compañeros y compañeras guiados por el de productos químicos. profesor o la profesora de modo que se reflexione Conocer los fundamentos de la sobe lo ocurrido y busquen una explicación. cinética aplicada a la química analítica. UD 4: INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA 25 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA A5.1 Exposición relativa al equilibrio químico. 2,4 3 h. X A6.2-E3 Resolución de cuestiones referidas a los distintos tipos de equilibrio. La profesora o el profesor, mediante una presentación Power-Point, explica la diferencia entre reacciones, completas e incompletas e introduce la situación de equilibrio químico poniendo ejemplos concretos y representando gráficamente estas situaciones. Además, explica los tipos de equilibrios y sus características, define la constante de equilibrio, enumera los factores que afectan al equilibrio y describe el principio de Le Chatelier. X A5.2-E2 Resolución de problemas relativos al equilibrio químico y al principio de Le Chatelier. A6.1 Exposición sobre los equilibrios químicos aplicados al análisis químico. La profesora o el profesor, tomando como base lo Utilizar los equipos y el material observado en la actividad práctica y de laboratorio aplicando criterios extrapolándolo a ejemplos de la vida cotidiana, de orden y limpieza. ofrece una explicación sobre cómo ocurren las reacciones químicas (mecanismo), la velocidad de reacción y los factores que influyen en ella (temperatura, estado de agregación, concentración, catalizadores e inhibidores). X A4.3 Exposición referida a la cinética química. 1,2,3,4 3 h. X Los alumnos y las alumnas resuelven los cuestionarios y los problemas, referentes a equilibrios químicos (determinación de la constante, cálculo de concentración…), propuestos por el profesor o la profesora. El profesor o la profesora, ayudándose de una presentación en Power-Point, describe los tipos de equilibrio (solución acuosa, solubilidad, redox, formación de complejos) destacando su aplicación en los métodos de análisis cualitativos y cuantitativos. X Conocer y comprender el estado de equilibrio en las reacciones, diferenciando las reacciones completas de las incompletas. Comprender la Ley del Equilibrio Químico. Comprender y conocer el desplazamiento de equilibrio de una reacción, debido a agentes externos perturbadores del equilibrio. Comprender y aplicar la Ley de Chatelier. Presentación en Power-Point. Cuestionarios y problemas referidos al equilibrio químico. Conocer el papel que los Presentación en Power-Point. equilibrios químicos juegan en los métodos analíticos. Evaluar el proceso aprendizaje y detectar carencias a reforzar o progresos a felicitar. El alumnado, sobre un cuestionario aportado por la profesora o el profesor, identifica los tipos de UD 4: INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA 26 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA equilibrio y los asocia con ejemplos de análisis químicos de sustancias. OBSERVACIONES • • En la A6 se describen únicamente los tipos de reacciones de equilibrio de modo que sirva como introducción a las siguientes unidades didácticas en las que se desarrollaran más ampliamente. En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con la observancia de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 4: INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA 27 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 5: ANÁLISIS INORGÁNICO CUALITATIVO Duración: 15 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. Objetivos de aprendizaje: 1. Describir las reacciones químicas relacionándolas con sus aplicaciones analíticas. 2. Seleccionar pruebas de identificación de analitos, relacionándolas con sus propiedades químicas. 3. Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis químico inorgánico cualitativo. 4. Aplicar criterios de orden y limpieza en la preparación de equipos y materiales para el análisis inorgánico cualitativo. 5. Aplicar las operaciones básicas necesarias en el análisis inorgánico cualitativo. 6. Obtener análisis químicos cualitativos, mediante la utilización de reactivos específicos, para la identificación de los elementos presentes en una muestra. CONTENIDOS Bloques 1 PROCEDIMENTALES • • • • • Descripción de las reacciones químicas que intervienen en el análisis químico cualitativo. Aplicación de las técnicas de separación en el análisis químico cualitativo (filtración, decantación, extracción…) Realizaciones prácticas de análisis químico cualitativo por vía seca. Realizaciones prácticas de análisis químico cualitativo por vía húmeda. Identificación de cationes y aniones presentes en una muestra. X X X X X CONCEPTUALES • • • • Análisis cualitativo por métodos directos. Reactivos generales y específicos en el análisis cualitativo. Marchas sistemáticas para el análisis de cationes. Marchas sistemáticas para el análisis de aniones. X X X X ACTITUDINALES • • Valoración del orden y limpieza del laboratorio. Precaución en el manejo de productos químicos. X X UD 5: ANÁLISIS INORGÁNICO CUALITATIVO 2 3 4 5 28 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. A1 Presentación de la U.D. A2 Búsqueda bibliográfica en torno al análisis químico cualitativo. A2.1-E1 Intercambio de experiencias (presentación de la actividad anterior). 1,2,3,6 0,5 h. QUIÉN Pr Al X 2,5 h. X T X X CÓMO se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo (análisis químico inorgánico cualitativo) y se relaciona con el resto de las unidades que componen el módulo. El alumnado, en grupos, realiza una investigación bibliográfica acerca del análisis químico cualitativo (operaciones previas, reactivos generales y específicos, reacciones químicas, componentes, métodos, técnicas…) Durante la actividad, toman notas de los aspectos más importantes y realizan un listado de los cationes y aniones que intervienen en las reacciones de identificación. PARA QUÉ se va a hacer Conocer la interrelación directa con el resto de unidades del módulo. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. Manejar bibliografía y extraer la información precisa. Reflexionar sobre la importancia del análisis químico cualitativo. Conocer los métodos y las técnicas del análisis químico cualitativo, a través del estudio de sus características, para diferenciarlas. Interiorizar la importancia de los esquemas de los procesos analíticos teniendo en cuenta su simbología. Distinguir los grupos de cationes y Cada grupo expone en la clase la aniones en función de su solubilidad información recogida en la investigación frente a determinados reactivos, bibliográfica. La profesora o el profesor reconociendo las reacciones químicas. guía la explicación y destaca los puntos clave. Realizan un esquema general en el que se considere la clasificación de iones en grupos de acuerdo a su solubilidad y los pasos a seguir en cada técnica (esquema secuencial del procedimiento). UD 5: ANÁLISIS INORGÁNICO CUALITATIVO RECURSOS CON QUÉ se va a hacer DCB. Mediante presentación en Power-Point. Bibliografía aportada por el profesor o la profesora. Internet. 29 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA A3-E2 Práctica guiada sobre los ensayos por vía seca. Todos 3 h. A3.1 Intercambio de resultados y experiencias. A4-E3 Práctica autónoma referida a la identificación de iones de una muestra por vía húmeda. A4.1 Intercambio de resultados y experiencias. Todos 3 h. X X El profesor o la profesora, en el laboratorio, muestra el procedimiento de los diferentes tipos de ensayos por vía seca (llama, perlas ácidas y alcalinas y espectroscópicos). El alumnado, en grupos, reproduce el procedimiento analizando distintas muestras e identifica los elementos que las componen. Posteriormente, registra lo observado y elabora un esquema secuencial del análisis. X Cada grupo realiza una exposición de las conclusiones de las actividades experimentales. Al finalizar, cada alumno o alumna elabora un cuadro con el resumen de todas las actividades. X La profesora o el profesor entrega a cada grupo de estudiantes una muestra diferente para que determinen la presencia o ausencia de cationes o aniones y los identifiquen siguiendo el esquema secuencial. Al finalizar, el grupo elabora un informe en el que se recogen los siguientes puntos: esquema del procedimiento, reactivos, reacciones químicas, resultados y conclusiones argumentadas. X El alumnado intercambia los resultados y elabora un informe con el resumen de todas las actividades. UD 5: ANÁLISIS INORGÁNICO CUALITATIVO Afrontar la resolución de un problema Material de laboratorio y aula. práctico sencillo de análisis cualitativo. Aplicar el análisis químico cualitativo por vía seca, a partir del uso de reactivos específicos, para reconocer la colaboración de los cationes en un compuesto. Estimular la objetividad y la crítica del alumno o la alumna respecto a sus propios resultados y respecto hacia los de otras personas. Aplicar el análisis químico cualitativo, a Material de laboratorio y aula. partir del estudio de sus reacciones, para reconocer los elementos que lo conforman. Saber diferenciar los diversos tipos de reacciones que determinados agentes químicos pueden producir con cada uno de los aniones y cationes; ello implica el conocimiento de sus características analíticas. 30 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA E4 Actividad específica de evaluación consistente en la práctica autónoma referida al análisis cualitativo de una muestra industrial. Todos 5 h. X La profesora o el profesor proporciona una muestra industrial (potasio en el café, aluminio y zinc en desodorantes, plomo en gasolina…) a cada alumno o a cada alumna para que realicen un análisis químico cualitativo. Cada alumna o alumno deberá entregar un boletín de análisis, según las especificaciones, en el que se indique el procedimiento y se argumenten los resultados presentados de forma correcta. Familiarizar al alumno o a la alumna con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo experimental y la interpretación de resultados (cuestiones y problemas relacionados con los experimentos). Obtener información a partir de los resultados observados durante el análisis. Material de laboratorio y aula. OBSERVACIONES • En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio, en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con el manejo y precaución con los productos químicos y con la eliminación de residuos de forma correcta. UD 5: ANÁLISIS INORGÁNICO CUALITATIVO 31 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 6: ANÁLISIS INORGÁNICO CUANTITATIVO Duración: 20 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA 3: Aplica técnicas de análisis cuantitativo, justificando los tipos de reacciones que tienen lugar y sus aplicaciones en dichos análisis. RA 5: Valora resultados obtenidos del análisis, determinando su coherencia y validez. Objetivos de aprendizaje: 1. Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis químico inorgánico cuantitativo. 2. Diferenciar formatos e interpretar cajetines de rotulación. 3. Enunciar los fundamentos de las diferentes técnicas de análisis químico cuantitativo. 4. Seleccionar la técnica apropiada al tipo de muestra, cantidad, concentración y matriz. 5. Planificar el trabajo secuenciando y determinando etapas críticas. 6. Distinguir los reactivos indicadores, relacionando su uso con las reacciones que tienen lugar. 7. Realizar análisis gravimétricos y volumétricos sencillos, relacionando estos métodos con las técnicas fisicoquímicas en que se fundamentan. 8. Determinar los puntos de equivalencia de una valoración por distintos métodos gráficos. 9. Describir pruebas de contraste y pruebas en blanco asociándolas a los errores analíticos y a la minimización de estos. 10. Valorar el orden y limpieza en la realización de los análisis. 11. Obtener la concentración final del analito a partir de las gráficas de titulación y los cálculos correspondientes. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES • • • • • • • • Clasificación de los análisis químicos cuantitativos. Aplicación de las técnicas de separación en el análisis químico cuantitativo (filtración, decantación, extracción…). Aplicación de los tipos de reacciones al análisis cuantitativo. Realización de cálculos de concentración del analito a partir de las gráficas de titulación. Manejo y limpieza del material gravimétrico y volumétrico. Obtención de curvas de valoración. Cálculo de las concentraciones existentes. Realización de técnicas gravimétricas. Cálculo de la sensibilidad, exactitud y especificidad de los métodos gravimétricos. UD 6: ANÁLISIS INORGÁNICO CUANTITATIVO Bloques 1 2 3 4 5 X X X X X X X X 32 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA • Proposición de soluciones a los residuos inorgánicos resultantes. X CONCEPTUALES • • • • • • • Sensibilidad de los ensayos analíticos y selectividad de los reactivos. Conceptos básicos del análisis volumétrico. Curvas de valoración: Punto de equivalencia y punto final. Indicadores. Métodos volumétricos de análisis: Neutralización, Precipitación, Complexometría y Redox. Conceptos generales de gravimetría. Condiciones. Principales causas de error. Formación de precipitados. Etapas de la gravimetría. Métodos gravimétricos de análisis (precipitación, volatilización, electrodeposición, otros procedimientos). X X X X X X X ACTITUDINALES • • • • Valoración de la aplicación de la normativa de prevención de riesgos laborales. Valoración de la planificación del trabajo. Incidencia del orden y limpieza durante las fases del proceso. Actitud rigurosa, rápida y limpia en la ejecución del análisis. X X X X ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad A1 Presentación de la U.D. METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. T 0,5 h. QUIÉN Pr Al CÓMO se va a hacer PARA QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que lo componen, destacando la importancia del análisis cuantitativo inorgánico que comprende este bloque 3 para un Técnico Superior en Laboratorio de Análisis y de Control de Calidad. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. Conocer la interrelación directa con los demás módulos y unidades. UD 6: ANÁLISIS INORGÁNICO CUANTITATIVO RECURSOS CON QUÉ se va a hacer DCB. Mediante presentación en Power-Point. 33 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA A2.1 Presentación de un caso real de análisis químico cuantitativo y su repercusión en la sociedad. 1,3 3 h. X X A2.2-E1 Análisis de casos experimentales y puesta en común. A3 Exposición relativa a términos y aspectos básicos del análisis químico cuantitativo. La profesora o el profesor, ayudándose de un caso de estudio (por ejemplo, la identificación del agente que provocó la muerte a una población de venados en Estados Unidos), ilustra el empleo de la química analítica cuantitativa en la solución de problemas actuales. Con el ejemplo, primero describe el problema y luego muestra las etapas del proceso analítico, incluidas las operaciones básicas y reacciones llevadas a cabo en cada una de ellas y que consiguieron resolver el problema. 1,2,3,4 2 h. X Encender la curiosidad del alumnado sobre el análisis químico cuantitativo aplicado en todas las ramas de la ciencia. Interiorizar las etapas del proceso analítico y su importancia en la investigación. Analizar y conocer la secuencia de pasos para realizar una técnica analítica. Evaluar el progreso de aprendizaje y detectar carencias a reforzar. Vídeo y material elaborado por el profesor o la profesora. Distinguir y utilizar correctamente la terminología básica de la química analítica. Conocer los métodos que se utilizan en la química analítica y sus características de calidad. Evaluar las limitaciones y ventajas de los métodos clásicos de análisis para Presentación Power-Point. Fotocopias del material elaborado por la profesora o el profesor. Aula. El alumnado, en grupos, analiza varios casos de análisis químicos aportados por el profesor o la profesora y señala las etapas del proceso analítico que se deberían realizar. Posteriormente, entre todos y todas, realizan una puesta en común de los casos estudiados bajo la tutela del profesor o la profesora. El profesor o la profesora aclara las diferencias entre los distintos términos utilizados en la QA (muestra, analito, alícuota, técnica, método y análisis) y representa en la pizarra el esquema de la clasificación de los análisis químicos cuantitativos (clásicos e instrumentales), explicando sus características e UD 6: ANÁLISIS INORGÁNICO CUANTITATIVO 34 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA A4-E2 Práctica guiada referida al análisis volumétrico. 1,2,3,4,5, 6,7,9,10,1 1 3,5 h. X X incidiendo en que en este módulo únicamente se estudiarán los métodos clásicos. Continúa exponiendo, también sobre el esquema, la división y fundamentación de los métodos clásicos o químicos: volumétricos y gravimétricos. Para finalizar, explica los términos que hacen referencia a las características de calidad de los métodos analíticos: sensibilidad, precisión, exactitud, selectividad, interferencia… y describe los criterios a tener en cuenta en la selección de un método de análisis cuantitativo (tipo de muestra, matriz, cantidad, concentración...) resolver problemas. Transmitir al alumnado la realidad de la no existencia de un método ideal para la determinación de un analito, destacando la influencia de las condiciones de trabajo: tipo de muestra, cantidad… La profesora o el profesor, en el laboratorio y recordando el equilibrio químico estudiado en la UD4, describe las características que debe cumplir una reacción para su uso en una valoración y continúa explicando los conceptos clave del análisis volumétrico (titulación, valoración, solución patrón, punto final, punto de equivalencia, cálculos, indicadores, limitaciones, errores y blancos o pruebas de control). Por último, muestra el procedimiento a seguir en una volumetría desde el material volumétrico a emplear, las normas básicas a tener en cuenta hasta Conocer los métodos y las técnicas del análisis volumétrico, a través del estudio de sus características, para diferenciarlas. Distinguir los indicadores a utilizar en las volumetrías. Reflexionar sobre los errores que se cometen en las valoraciones y el modo de minimizarlos. Afrontar la resolución de un problema práctico sencillo de análisis volumétrico, secuenciando las etapas. Interiorizar la importancia del orden y la limpieza en el material volumétrico. UD 6: ANÁLISIS INORGÁNICO CUANTITATIVO Presentación en Power-Point. Laboratorio y su material. Guión aportado por el profesor o la profesora. 35 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA la detección del punto final. El alumnado, en grupos, realiza una volumetría sencilla siguiendo el procedimiento indicado, determinando las etapas críticas y elabora un informe del análisis. A5.1 Exposición sobre los tipos de volumetrías, gráficas de valoración y el cálculo de los datos volumétricos. 5,6,8,10,1 1 2 h. X X A5.2-E3 Interpretación de gráficas y resolución de problemas relativos al análisis volumétrico. A6 Exposición relativa a los métodos gravimétricos. El profesor o la profesora describe los tipos de volumetrías surgidas a partir de las reacciones químicas (neutralización, redox, precipitación y formación de complejos), muestra los tipos de curvas o gráficas de titulación y resuelve problemas tipo referidos a la determinación del analito. 1,3,4 2 h. X Diferenciar los diversos tipos de reacciones implicadas en las volumetrías. Interpretar gráficas de valoraciones. Descubrir estrategias personales de solución de problemas. Detectar carencias o dudas. Material elaborado por el profesor o la profesora. Presentación Power-Point. Aula. Introducir al alumnado en el análisis gravimétrico para que tenga una idea global de los análisis clásicos cuantitativos. Presentación en Power-Point. Aula. El alumnado interpreta, individualmente, las gráficas de titulaciones que propone el profesor o la profesora y, aplicando los métodos descritos en la actividad A5.1, realiza los cálculos correspondientes para la determinación del analito. La profesora o el profesor, mediante una presentación en Power-Point, realiza una introducción al análisis gravimétrico y describe brevemente los métodos señalando que en la UD11 se desarrollarán ampliamente estos contenidos. UD 6: ANÁLISIS INORGÁNICO CUANTITATIVO 36 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA E4 Resolución de cuestiones referidas al análisis cuantitativo. Todos 2 h. X Resolución, en grupos, de cuestionarios Evaluar el proceso aprendizaje y presentados por el profesor o la detectar carencias a reforzar o profesora en los que se incluyan progresos a felicitar. preguntas referentes a todas las ideas clave del análisis cuantitativo. Cuestionarios elaborados por el profesor o la profesora. OBSERVACIONES • • En la Actividad A4 se puede incluir una animación corta de demostración de una valoración. En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con el desarrollo y aplicación de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 6: ANÁLISIS INORGÁNICO CUANTITATIVO 37 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº .7: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE NEUTRALIZACIÓN Duración: 21 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA 3: Aplica técnicas de análisis cuantitativo, justificando los tipos de reacciones que tienen lugar y sus aplicaciones en dichos análisis. Objetivos de aprendizaje: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Describir las reacciones químicas relacionándolas con sus aplicaciones analíticas en las volumetrías de neutralización. Definir el concepto de equilibrio químico en solución acuosa, describiendo los factores que afectan al desarrollo del mismo. Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis volumétrico de neutralización. Planificar el trabajo secuenciando y determinando etapas críticas. Elegir correctamente los reactivos indicadores redox, relacionando su uso con las reacciones que tienen lugar. Determinar los puntos de equivalencia de una valoración de neutralización por distintos métodos gráficos. Realizar análisis volumétricos de neutralización relacionando estos métodos con las técnicas físico-químicas en que se fundamentan. Utilizar pruebas de contraste y pruebas en blanco asociándolas a los errores analíticos y a la minimización de estos. Valorar el orden y limpieza en la realización de los análisis. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES CONCEPTUALES Bloques 1 • • • • • Aplicación de la estequiometría al análisis volumétrico de neutralización. Manejo y limpieza del material volumétrico. Obtención de curvas de valoración de neutralización. Cálculo de las concentraciones existentes. Aplicación de las volumetrías de neutralización según los PNT y siguiendo las BPL. Proposición de soluciones a los residuos inorgánicos resultantes. X • • • • Equilibrio químico ácido-base. Equilibrios en disolución acuosa. Disociación. Soluciones amortiguadoras. Métodos volumétricos de análisis: Neutralización Ácido-Base. Curvas de valoración ácido-base: Punto de equivalencia y punto final. Indicadores X X UD 7: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE NEUTRALIZACIÓN 2 3 4 5 X X X X X X 38 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA • • • • ACTITUDINALES Valoración de la aplicación de la normativa de prevención de riesgos laborales. Valoración de la planificación del trabajo. Incidencia del orden y limpieza durante las fases del proceso. Actitud rigurosa, rápida y limpia en la ejecución del análisis. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. T 1,2,3 2 h. A2.2 Exposición de los conceptos clave surgidas en la lluvia de ideas, que contenga las características de ácidos, bases e indicadores. A3.1 Explicación relativa a los equilibrios ácido-base. QUIÉN Pr Al 0,5 h. A1 Presentación de la U.D. A2.1 Lluvia de ideas en torno a la observación de sustancias ácidas y básicas. X X X X 1,2,3, 4 h. CÓMO se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que componen el módulo (1.Selección de materiales, 2. Análisis, 3.Evaluación y presentación de los resultados). PARA QUÉ se va a hacer DCB. Mediante presentación en Power-Point. Laboratorio y su material. X El profesor o la profesora, en el Observar el comportamiento de los laboratorio, ayudándose de sustancias ácidos y las bases con los indicadores. ácidas y básicas y de indicadores, y Determinar el pH experimentalmente. cuestionando al alumnado (¿qué significa ácido?, ¿qué es básico?, ¿qué es un indicador?...) induce a generar ideas sobre acidez, basicidad, escala pH y otros. X X La profesora o el profesor, junto con el alumnado, elaboran un esquema ordenando los conceptos clave surgidos en la actividad A2.1. El profesor o la profesora, recordando las reacciones de equilibrio químico UD 7: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE NEUTRALIZACIÓN CON QUÉ se va a hacer Conocer la interrelación directa con los demás módulos. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna hacia el tipo de trabajo a desarrollar. X X RECURSOS Conocer y comprender los equilibrios iónicos en disolución acuosa, Presentación en Power-Point. Cuestionarios elaborados por el 39 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA desarrolladas en las anteriores UU.DD., amplía en concreto el equilibrio ácido/base en agua (fuerza de los ácidos y las bases en disolución acuosa, cálculo de pH, elección de indicadores, hidrólisis, soluciones amortiguadoras, interacciones entre ácido y base...). X A3.2-E1 Realización de ejercicios y resolución de problemas relativos a los equilibrios ácido-base. A4.1 Exposición sobre la aplicación del equilibrio ácido-base a las valoraciones o titulaciones de neutralización. A4.2-E2 Estudio de casos de valoraciones de neutralización. 1,2,3,5,6, 7 4 h. X El alumnado, en parejas, resuelve cuestiones y problemas referentes a los contenidos desarrollados en la actividad A3.1. El profesor o la profesora subraya la aplicación del equilibrio ácido-base a las valoraciones de neutralización, recuerda de manera resumida los principios clave de las valoraciones y desarrolla ampliamente las neutralizaciones mostrando detalladamente las posibles curvas de valoración y los cálculos a realizar a partir de las mismas. X La profesora o el profesor reparte entre el alumnado fichas con el nombre de ácidos y bases. El alumnado, por grupos, analiza cada una de ellas (formula), clasifica según corresponda (ácido o base fuerte y ácido o base débil) y representa gráficamente las posibles neutralizaciones entre las fichas de ácidos y bases, indicando el indicador adecuado. UD 7: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE NEUTRALIZACIÓN diferenciando los ácidos de las bases y su poder de disociación en fuertes y débiles. Comprender la hidrólisis y las soluciones amortiguadoras. Elegir el indicador adecuado a cada reacción. Evaluar el proceso aprendizaje y detectar carencias a reforzar o progresos a felicitar. profesor o la profesora. Conocer los patrones primarios de las Presentación en Power-Point. valoraciones ácido-base. Fichas aportadas por la profesora o el Afianzar el concepto de estandarización profesor. y de pruebas de contraste y ensayos en blanco para minimizar errores. Diferenciar los tipos de neutralizaciones. Determinar e interpretar las curvas de valoración ácido-base (incluidas las polifuncionales). Seleccionar el indicador adecuado en cada neutralización. 40 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA X A4.3 Puesta en común. X Se realiza una puesta en común, conjunta entre el profesor o la profesora y los grupos, que resuma los contenidos y destaque las zonas importantes de las gráficas y su significado. 1,2,3,5,6, 7 2 h. X El alumnado resuelve las cuestiones y los cálculos, planteados por el profesor o la profesora, referidos a las volumetrías de neutralización y a las gráficas o curvas de valoración. Aplicar estrategias de cálculos de volumetrías de neutralización. Representar gráficas de valoración e interpretarlas correctamente. Cuestionario elaborado por el profesor o la profesora. A6 Búsqueda bibliográfica acerca de las aplicaciones de las volumetrías de neutralización. 1,3,4 2 h. X El alumnado, en parejas utilizando Internet, busca información sobre las aplicaciones de las volumetrías de neutralización. Posteriormente, y teniendo en cuenta el material presente en el laboratorio, propondrá una práctica de neutralización para llevar a cabo en la siguiente actividad. Por último, presentará ante la clase el trabajo realizado. Familiarizar al alumno o a la alumna con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo experimental y la interpretación de resultados (cuestiones y problemas relacionados con los experimentos). Aula de informática e Internet. A7.1-E4 Práctica autónoma de la realización de una valoración de neutralización. Todos 4,5 h. X Las parejas de alumnos o de alumnos de la actividad A6 realizan la práctica de neutralización que han planteado (algunos ejemplos pueden ser: determinación de la acidez del vinagre, de la leche, del zumo, basicidad de un antiácido, del agua…) Conocer y aplicar el método volumétrico Material de laboratorio. para realizar una titulación ácido-base. Aplicar la estandarización a las valoraciones de neutralización. Utilizar pruebas de contraste o ensayos en blanco para minimizar los errores. Determinar el punto de equivalencia de una reacción ácido-base, mediante el uso de una disolución indicadora. A5.1-E3 Resolución de cuestiones y cálculos relativos a las volumetrías de neutralización. UD 7: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE NEUTRALIZACIÓN 41 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA A7.2 Intercambio de experiencias referentes a la actividad anterior. X X Las alumnas y los alumnos elaboran el procedimiento de trabajo, anotan lo observado, representan gráficamente, realizan los cálculos correspondientes, sacan conclusiones y lo registran todo en un informe que presentan ante sus compañeros y compañeras guiados por el profesor o la profesora de modo que se facilite la interiorización. Justificar, mediante los resultados obtenidos, la validez de la reacción química que se establece entre un ácido y una base. Desarrollar destreza en el laboratorio aplicando criterios de orden, limpieza y disminución o eliminación de residuos. OBSERVACIONES • En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con la observancia de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 7: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE NEUTRALIZACIÓN 42 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 8: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO REDOX Duración: 18 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA 3: Aplica técnicas de análisis cuantitativo, justificando los tipos de reacciones que tienen lugar y sus aplicaciones en dichos análisis. Objetivos de aprendizaje: 1. Describir las reacciones químicas relacionándolas con sus aplicaciones analíticas en las volumetrías redox. 2. Definir el concepto de equilibrio químico de oxidación-reducción, describiendo los factores que afectan al desarrollo del mismo. 3. Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis volumétrico de oxidación-reducción. 4. Planificar el trabajo secuenciando y determinando etapas críticas. 5. Elegir correctamente los reactivos indicadores redox, relacionando su uso con las reacciones que tienen lugar. 6. Determinar los puntos de equivalencia de una valoración redox por distintos métodos gráficos. 7. Realizar análisis volumétricos de oxidación-reducción relacionando estos métodos con las técnicas físico-químicas en que se fundamentan. 8. Utilizar pruebas de contraste y pruebas en blanco asociándolas a los errores analíticos y a la minimización de estos. 9. Valorar el orden y limpieza en la realización de los análisis. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES • • • • • • Ajuste de las reacciones de oxidación-reducción. Cálculo de potenciales de reducción. Manejo y limpieza del material volumétrico. Obtención de curvas de valoración redox. Cálculo de las concentraciones existentes. Aplicación de las volumetrías redox según los PNT y siguiendo las BPL. Proposición de soluciones a los residuos inorgánicos resultantes. UD 8: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO REDOX Bloques 1 2 3 4 5 X X X X X X 43 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA CONCEPTUALES • • • • Características de las reacciones redox: número de oxidación, oxidante, reductor… Equilibrio redox. Constante de equilibrio. Curvas de valoración redox: Punto de equivalencia y punto final. Indicadores. Métodos volumétricos de análisis: Oxidación-Reducción. ACTITUDINALES • • • • Valoración de la aplicación de la normativa de prevención de riesgos laborales. Valoración de la planificación del trabajo. Incidencia del orden y limpieza durante las fases del proceso. Actitud rigurosa, rápida y limpia en la ejecución del análisis. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad X X X X X X METODOLOGÍA Objetiv. Implicad A1 Presentación de la U.D. A2.1 Lluvia de ideas en torno al significado de diferentes conceptos redox. X X 2 T QUIÉN Al 0,5 h. Pr X 1,5 h. X X A2.2 Exposición y conclusión. UD 8: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO REDOX RECURSOS CÓMO se va a hacer PARA QUÉ se va a hacer CON QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que componen el módulo (1.Selección de materiales, 2. Análisis, 3.Evaluación y presentación de los resultados). Conocer la interrelación directa con los demás módulos. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. El profesor o la profesora, ayudándose de un video que incluye la teoría del flogisto, presenta ejemplos de reacciones redox presentes en la vida cotidiana y realizando distintas preguntas (¿qué se entiende por electroquímica? ¿qué es oxidante o reductor? ¿qué sustancia se oxida o Percibir que los contenidos de la unidad Video. didáctica están integrados en la vida Aula y su material. cotidiana, de esta manera, resulta más cercano y fácilmente aplicable asimilar los conceptos de oxidación y reducción. Diferenciar entre oxidantes y reductores. Entender las reacciones de oxidación- DCB. Mediante presentación en Power-Point. 44 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA reduce?...) induce a general ideas sobre reducción. el tema de los equilibrios redox. Posteriormente, junto con los alumnos y las alumnas elaboran un esquema ordenando los conceptos clave surgidos. A3.1 Explicación relativa a los equilibrios de oxidación-reducción. 1,2,3 3 h. X A3.2-E1 Resolución de cuestionarios relativos a los equilibrios redox. X La profesora o el profesor explica las características de los equilibrios redox, introduce conceptos como número de oxidación, semirreacciones, estequiometria de las reacciones, potenciales de redox, ecuación de Nerst... Posteriormente, muestra con varios ejemplos el modo de ajustar las reacciones redox. Por último, describe los dos tipos de celdas electroquímicas: galvánicas y electrolíticas. Ajustar reacciones de oxidaciónreducción. Comprender e interpretar la tabla de potenciales normales de reducción. Diferenciar las pilas galvánicas de las celdas electrolíticas. Describir el equilibrio en las celdas y calcular la constante. Identificar el ánodo y el cátodo y describir las reacciones que ocurren en cada uno. Determinar la masa equivalente en las reacciones redox. Presentación Power-Point. Cuestionarios presentados por el profesor o la profesora. Extrapolar los equilibrios redox a las aplicaciones en el ámbito tecnológico, en la naturaleza y en el laboratorio. Familiarizar al alumno o la alumna con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo. Conocer los requisitos que tiene que Aula y su material. Internet. El alumnado analiza y resuelve, en grupos, cuestionarios y problemas sobre las reacciones redox (ajuste en medio ácido y básico, constante de equilibrio, espontaneidad…) A4.1 Lluvia de ideas sobre la aplicación de los equilibrios redox. 1,2,3,5,6 4 h. X X A4.2 Búsqueda bibliográfica referida a la UD 8: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO REDOX El profesor o la profesora, basándose en los equilibrios redox estudiados, sugiere reflexionar sobre sus aplicaciones (obtención de pilas y baterías, protección frente a la corrosión, obtención electrolítica de metales, síntesis de productos 45 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA X aplicación de los equilibrios redox en el análisis químico. X A4.3 Exposición y conclusiones relativas a las volumetrías redox. X X naturales… y en el análisis químico). Partiendo de la aplicación de los equilibrios redox en el análisis químico mediante valoraciones redox, la profesora o el profesor hace una comparación entre las valoraciones de neutralización y las de redox y propone al alumnado realizar una búsqueda bibliográfica sobre este tipo de análisis (método, características, reactivos, indicadores, curvas, punto de equivalencia…) cumplir una reacción para sea empleada en volumetrías redox. Determinar el punto de equivalencia en las valoraciones redox. Predecir e interpretar las curvas de valoración en las volumetrías redox. Conocer las características de los indicadores redox. El alumnado realiza una exposición de la aplicación del equilibrio en el análisis químico. La profesora o el profesor dirige de manera que se refuercen los contenidos relativos a las valoraciones redox. A5-E2 Resolución de cuestiones y cálculos relativos a las volumetrías redox. A6 Búsqueda bibliográfica sobre las aplicaciones de las valoraciones redox. 1,2,3,5,6 2 h. X El alumnado resuelve, individualmente, las cuestiones y los problemas planteados por el profesor o la profesora referidos a las volumetrías redox y a las gráficas o curvas de valoración. Aplicar estrategias de cálculos de Cuestionario elaborado por el profesor o volumetrías redox. la profesora. Representar e interpretar correctamente las gráficas de valoración. Aplicar los principios básicos de las titulaciones redox. 1,3,4 2 h. X El alumnado, en parejas utilizando Internet, busca información sobre las aplicaciones de las volumetrías de redox (permanganimetrías, yodometrías, yodimetrías, dicromatometrías, cerimetrías, bromatometrías y titanometrías, hierro). Conocer los oxidantes y reductores utilizados frecuentemente en las valoraciones redox. Conocer los patrones redox. Familiarizar al alumno con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo experimental la UD 8: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO REDOX Aula y su material. Internet. 46 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Posteriormente, y teniendo en cuenta el interpretación de resultados (cuestiones material presente en el laboratorio, y problemas relacionados con los propondrá una práctica de valoración experimentos). redox para llevar a cabo en la siguiente actividad. A7.1-E3 Práctica autónoma de la realización de una valoración redox. Todos 5 h. X A7.2 Intercambio de experiencias. X X Las parejas de alumnas o alumnos de la actividad A6 realizan la práctica de valoración redox que han planteado (algunos ejemplos pueden ser: determinación de la vitamina C de la aspirina, del hierro contenido en las pastillas, del cloro activo de la lejía, del peróxido de hidrógeno del agua oxigenada, del cobre en el latón, de la DQO del agua…) Las alumnas y los alumnos elaboran el procedimiento de trabajo, anotan lo observado, representan gráficamente, realizan los cálculos correspondientes, sacan conclusiones y lo registran todo en un informe que presentan ante sus compañeros y compañeras. El profesor o la profesora dirige la presentación de forma que interioricen y reflexionen sobre el trabajo realizado. Conocer y aplicar el método volumétrico Laboratorio y su material. para realizar una titulación redox. Aplicar la estandarización a las valoraciones redox. Utilizar pruebas de contraste o ensayos en blanco para minimizar los errores. Determinar el punto de equivalencia de una reacción oxidación-reducción, mediante el uso de una disolución indicadora. Justificar, mediante los resultados obtenidos, la validez de la reacción química que se establece entre un oxidante y un reductor. Desarrollar buenos hábitos de trabajo en el laboratorio (seguridad, limpieza, orden, manipulación de equipos, reactivos y residuos, trabajo en equipo). OBSERVACIONES • • En las actividades de intercambio de experiencias, además de la presentación oral, se repartirá entre los alumnos y las alumnas el material o informe elaborado por cada grupo. En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con la observancia de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 8: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO REDOX 47 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 9: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS Duración: 16 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA 3: Aplica técnicas de análisis cuantitativo, justificando los tipos de reacciones que tienen lugar y sus aplicaciones en dichos análisis. Objetivos de aprendizaje: 1. Describir las reacciones químicas relacionándolas con sus aplicaciones en las volumetrías de formación de complejos. 2. Definir el concepto de equilibrio químico de formación de complejos, describiendo los factores que afectan al desarrollo del mismo. 3. Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis volumétrico de formación de complejos. 4. Planificar el trabajo secuenciando y determinando etapas críticas. 5. Elegir correctamente los reactivos indicadores de formación de complejos, relacionando su uso con las reacciones que tienen lugar. 6. Realizar análisis volumétricos de formación de complejos, relacionando estos métodos con las técnicas fisicoquímicas en que se fundamentan. 7. Determinar los puntos de equivalencia de una valoración de formación de complejos por distintos métodos gráficos. 8. Utilizar pruebas de contraste y pruebas en blanco asociándolas a los errores analíticos y a la minimización de estos. 9. Valorar el orden y limpieza en la realización de los análisis. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES • • • • Manejo y limpieza del material volumétrico. Obtención de curvas de valoración de formación de complejos. Cálculo de las concentraciones existentes. Aplicación de las técnicas de formación de complejos según los PNT y siguiendo las BPL. Proposición de soluciones a los residuos inorgánicos resultantes. CONCEPTUALES • • • • • Equilibrio químico de formación de complejos. Constante de equilibrio. Características de las reacciones de formación de complejos. Conceptos básicos del análisis volumétrico de formación de complejos. Curvas de valoración de formación de complejos: Punto de equivalencia y punto final. Indicadores. Técnicas de valoraciones de formación de complejos. • • Valoración de la aplicación de la normativa de prevención de riesgos laborales. Valoración de la planificación del trabajo. ACTITUDINALES UD 9: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS Bloques 1 2 3 4 5 X X X X X X X X X X X 48 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA • • Incidencia del orden y limpieza durante las fases del proceso. Actitud rigurosa, rápida y limpia en la ejecución del análisis. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. Implicad. A1 Presentación de la U.D. A2.1 Exposición referida a la formación de complejos. 2 T QUIÉN 0,5 h. Pr X 3,5 h. X Al X A2.2 Estudio de casos de formación de complejos. A2.3 Puesta en común. X X X X CÓMO se va a hacer PARA QUÉ se va a hacer RECURSOS CON QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que componen el módulo (1.Selección de materiales, 2. Análisis, 3.Evaluación y presentación de los resultados). Conocer la interrelación directa con los demás módulos. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. DCB. Presentación en Power-Point. El profesor o la profesora, recordando las reacciones de equilibrio químico desarrolladas en las anteriores UUDD, explica los conceptos relativos a los equilibrios de formación de complejos o compuestos de coordinación (ligando, tipos, número de coordinación, quelatos, estequiometría, solubilidad de los complejos, constante de equilibrio, factores que influyen sobre las reacciones de formación de complejos, reacciones de desplazamiento, reacciones secundarias, estabilidad…) Entender la formación de complejos. Interiorizar el concepto de número de coordinación. Conocer los factores que afectan a la estabilidad de un complejo. Aprender a comunicar adecuadamente el trabajo realizado en clase. Aula y su material. Presentación Power-Point. Fichas elaboradas por el profesor o la profesora. La profesora o el profesor reparte entre el alumnado fichas con ligandos. El alumnado, por grupos, analiza cada una de ellas, la clasifica según corresponda (monodentado, didentado…) y escribe UD 9: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS 49 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA las posibles reacciones entre ligandos y metales, describiendo el tipo de complejo formado e indicando las razones de su estabilidad. Se realiza una puesta en común, conjunta entre el profesor o la profesora y los grupos, que resuma los contenidos. A3.1 Lluvia de ideas sobre la aplicación de los equilibrios de formación de complejos. 1,2,3,4,5, 7 3 h. X A3.2 Búsqueda bibliográfica referida a la aplicación de los equilibrios de formación de complejos en el análisis químico. A3.3 Exposición y conclusiones relativas a las volumetrías de formación de complejos. X X El profesor o la profesora, basándose en los equilibrios de formación de complejos estudiados, sugiere reflexionar sobre sus aplicaciones (identificación de metales, enmascaramiento químico, disolución de sustancias… y en el análisis químico). X Partiendo de la aplicación de los equilibrios de formación de complejos en el análisis químico mediante valoraciones de formación de complejos, la profesora o el profesor compara estas últimas con las valoraciones de neutralización y propone al alumnado realizar una búsqueda bibliográfica sobre este tipo de análisis (método, características, reactivos, indicadores, curvas, punto de equivalencia, errores…) X El alumnado realiza una exposición de la aplicación de las volumetrías de formación de complejos en el análisis Conocer la aplicación de los equilibrios de formación de complejos. Familiarizar al alumno o la alumna con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo. Conocer los requisitos que tiene que cumplir una reacción para pueda ser empleada en volumetrías de formación de complejos. Determinar el punto de equivalencia en las titulaciones de formación de complejos. Predecir e interpretar las curvas de valoración en la formación de complejos. Conocer las características de los indicadores en las valoraciones de formación de complejos. UD 9: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS Aula y su material. Internet. 50 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA químico. La profesora o el profesor dirige de manera que se refuercen los contenidos relativos a estas titulaciones. A4-E1 Resolución de cuestiones y cálculos relativos a las volumetrías de formación de complejos. 1,2,3,4,5, 7 2 h. X El alumnado resuelve, individualmente, las cuestiones y los problemas planteados por el profesor o la profesora referidos a las volumetrías de formación de complejos y a las gráficas o curvas de valoración de éstas. Aplicar estrategias de cálculos de Cuestionario elaborado por el profesor o volumetrías de formación de complejos. la profesora. Representar e interpretar correctamente las gráficas de valoración. Aplicar los principios básicos de las titulaciones de formación de complejos. A5 Búsqueda bibliográfica sobre las aplicaciones de las valoraciones de formación de complejos. 1,2,3,4,5, 7 2 h. X El alumnado, en parejas utilizando Internet, busca información sobre las aplicaciones de las volumetrías de formación de complejos (monodentados: mercurimetrías, determinación de cianuro con plata, determinación de metales por valoración con cianuros y polidentados: valoraciones con EDTA ). Posteriormente, y teniendo en cuenta el material presente en el laboratorio, propondrá una práctica de valoración redox para llevar a cabo en la siguiente actividad. Conocer los ligandos monodentados utilizados frecuentemente en las valoraciones de formación de complejos. Conocer los tipos de valoraciones con EDTA. Familiarizar al alumno o a la alumna con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo experimental la interpretación de resultados (cuestiones y problemas relacionados con los experimentos). Todos 5 h. X Cada pareja de alumnas o alumnos de la actividad A5 realiza la práctica de valoración de formación de complejos que ha planteado (algunos ejemplos pueden ser: determinación de la dureza del agua, del cobalto de una sal de cobalto, del cobre en una sal de cobre, del sulfato de una sal soluble en agua, del cianuro en vapores de acrilonitrilo Conocer y aplicar el método volumétrico Laboratorio y su material. para realizar titulaciones de formación de complejos. Factorizar o estandarizar los reactivos. Utiliza pruebas de contraste o ensayos en blanco para minimizar los errores. Determinar el punto de equivalencia de una reacción de formación de complejo, mediante el uso de una disolución A6.1-E2 Práctica autónoma de la realización de una valoración de formación de complejos. UD 9: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS Aula y su material. Internet. 51 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA de plantas industriales…) A6.2 Intercambio de experiencias. X X Las alumnas y los alumnos elaboran el procedimiento de trabajo, anotan lo observado, representan gráficamente, realizan los cálculos correspondientes, sacan conclusiones y lo registran todo en un informe que presentan ante sus compañeros y compañeras. El profesor o la profesora dirige la presentación de forma que interioricen y reflexionen sobre el trabajo realizado. indicadora. Desarrollar buenos hábitos de trabajo en el laboratorio (seguridad, limpieza, orden, manipulación de equipos, reactivos y residuos, trabajo en equipo). OBSERVACIONES • • En las actividades de intercambio de experiencias, además de la presentación oral, se repartirá entre los alumnos y las alumnas el material o informe elaborado por cada grupo. en todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con la observancia de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 9: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE FORMACIÓN DE COMPLEJOS 52 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 10: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE PRECIPITACIÓN Duración: 15 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA 3: Aplica técnicas de análisis cuantitativo, justificando los tipos de reacciones que tienen lugar y sus aplicaciones en dichos análisis. Objetivos de aprendizaje: 1. Describir las reacciones químicas relacionándolas con sus aplicaciones en las volumetrías de precipitación. 2. Definir el concepto de equilibrio químico de solubilidad o precipitación, describiendo los factores que afectan al desarrollo del mismo. 3. Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis volumétrico de precipitación. 4. Planificar el trabajo secuenciando y determinando etapas críticas. 5. Elegir correctamente los indicadores de las valoraciones de precipitación, relacionando su uso con las reacciones que tienen lugar. 6. Realizar análisis volumétricos de precipitación, relacionando estos métodos con las técnicas fisicoquímicas en que se fundamentan. 7. Determinar los puntos de equivalencia de una valoración de precipitación por distintos métodos gráficos. 8. Utilizar pruebas de contraste y pruebas en blanco asociándolas a los errores analíticos y a la minimización de estos. 9. Valorar el orden y limpieza en la realización de los análisis. CONTENIDOS PROCEDIMENTALES • • • • Manejo y limpieza del material volumétrico. Obtención de curvas de valoración de precipitación. Cálculo de las concentraciones existentes. Aplicación de las volumetrías de precipitación según los PNT y siguiendo las BPL. Proposición de soluciones a los residuos inorgánicos resultantes. CONCEPTUALES • • • • • • • Equilibrio químico de solubilidad o precipitación. Constante de solubilidad. Factores que afectan al equilibrio de solubilidad: temperatura, pH, ión común, formación de complejos Tipos de reacciones: Precipitación. Sensibilidad de los ensayos analíticos y selectividad de los reactivos. Conceptos básicos del análisis volumétrico de precipitación. Curvas de valoración de precipitación: Punto de equivalencia y punto final. Indicadores. Métodos volumétricos de análisis: Precipitación. UD 10: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE PRECIPITACIÓN Bloques 1 2 3 4 5 X X X X X X X X X X X 53 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA • • • • ACTITUDINALES Valoración de la aplicación de la normativa de prevención de riesgos laborales. Valoración de la planificación del trabajo. Incidencia del orden y limpieza durante las fases del proceso. Actitud rigurosa, rápida y limpia en la ejecución del análisis. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. implicad A2.1 Exposición de ideas clave. T QUIÉN Pr Al 0,5 h. A1 Presentación de la U.D. A2 Lluvia de ideas en torno al equilibrio de solubilidad o precipitación. X X X X 2 2,5 h. X X X X RECURSOS CÓMO se va a hacer PARA QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que componen el módulo: 1.Selección de materiales. 2. Análisis. 3.Evaluación y presentación de los resultados. Conocer la interrelación directa con los demás módulos. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. El profesor o la profesora ayudándose de un video presenta ejemplos de equilibrios de solubilidad o precipitación presentes en la vida cotidiana (formación de estalagmitas, nutrientes presentes en los suelos, sulfato de bario en los diagnósticos de rayos X, caries en los dientes, lluvia ácida, cal en las tuberías…) y realizando distintas preguntas (¿Qué es una disolución saturada, solubilidad, constante de solubilidad…? ¿Qué factores afectan a la solubilidad?) induce a generar ideas sobre el equilibrio de solubilidad o precipitación. Percibir que los contenidos de la unidad Video. didáctica están integrados en la vida Fichas de cartón. cotidiana. De esta forma, resulta más cercano y fácilmente aplicable asimilar los conceptos de: solubilidad, saturación, equilibrio y constante de solubilidad y de precipitación, precipitado, precipitación,… UD 10: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE PRECIPITACIÓN CON QUÉ se va a hacer DCB. Mediante presentación en Power-Point. 54 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA La profesora o el profesor, junto con los alumnos y las alumnas ordenan los conceptos clave surgidos en la actividad anterior. A3 Explicación referida al equilibrio de solubilidad o precipitación. 2 3 h. X X A3.1-E1 Resolución de cuestionarios y problemas relativos a los equilibrios de precipitación. A4 Exposición sobre la aplicación del equilibrio de precipitación a las valoraciones de precipitación. A4.1-E2 Resolución de cuestiones cálculos relativos a las volumetrías de El profesor o la profesora explica las características y los factores que afectan al equilibrio de solubilidad o de precipitación (temperatura, efecto del ión común, pH y formación de complejos). Para finalizar, indica el modo de disolver el precipitado una vez formado. 1,2,3,4,5, 7 3 h. X El alumnado, en grupos, analiza y resuelve cuestionarios y problemas sobre el equilibrio de solubilidad o precipitación. La profesora o el profesor subraya la aplicación del equilibrio de solubilidad o precipitación a las valoraciones de precipitación, recuerda de manera resumida los principios clave de las valoraciones y desarrolla ampliamente las de precipitación, mostrando detalladamente las curvas de valoración (detección del punto final, tipos de indicadores) y los cálculos de concentración de analitos a realizar a partir de las mismas. X El alumnado resuelve las cuestiones y realiza los cálculos de los problemas UD 10: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE PRECIPITACIÓN Interiorizar las características de los equilibrios de solubilidad o precipitación (precipitación fraccionada). Determinar la constante del producto de solubilidad. Determinarla solubilidad de compuestos poco solubles. Comprender el significado del producto de solubilidad y los factores que influyen en el mismo. Evaluar el proceso de aprendizaje y detectar carencias o progresos a felicitar. Presentación en Power-Point. Cuestionarios y problemas elaborados por el profesor o la profesora. Conocer los requisitos que tiene que Presentación en Power-Point. cumplir la reacción de precipitación para Cuestionarios y problemas elaborados poder usarse en valoraciones. por el profesor o la profesora. Afianzar el concepto de estandarización y de pruebas de contraste y ensayos en blanco para minimizar errores. Conocer los tipos de indicadores de precipitación utilizados en las valoraciones. Representar e interpretar correctamente las curvas de valoración de solubilidad o precipitación. Aplicar estrategias de cálculos de volumetrías de precipitación. 55 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA planteados por el profesor o la profesora, referidos a las volumetrías de precipitación y a las gráficas o curvas de valoración. precipitación. A5 Búsqueda bibliográfica acerca de las aplicaciones de las volumetrías de precipitación. A6-E3 Práctica autónoma de la realización de una valoración de precipitación. A6.1 Intercambio de experiencias de la actividad anterior. 1,2,3,4,5, 7 2 h. X El alumnado, en parejas utilizando Internet, busca información sobre las aplicaciones de las volumetrías de precipitación, además de mostrar las ventajas e inconvenientes en cada una de ellas. Posteriormente, y teniendo en cuenta el material presente en el laboratorio, propondrá una práctica de valoración para llevar a cabo en la siguiente actividad. Por último, presentará ante la clase el trabajo realizado. Todos 4 h. X Las parejas de alumnos o alumnas de la actividad A6 realizan la práctica que han planteado (algunos ejemplos pueden ser: “argentometrías” o determinación de haluros por los métodos de Mohr, Volhard y Fajans). X X Familiarizar al alumno o la alumna con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo experimental. Conocer los patrones primarios de las valoraciones de precipitación. Aula de informática e Internet. Conocer y aplicar el método volumétrico Material de laboratorio. para realizar titulaciones de precipitación. Aplicar la estandarización a las valoraciones de precipitación. Utilizar las pruebas de contraste o ensayos en blanco para minimizar los Las alumnas y los alumnos elaboran el errores. procedimiento de trabajo, anotan lo Determinar el punto de equivalencia observado, representan gráficamente, mediante la utilización de indicadores realizan los cálculos correspondientes y químicos, potenciométricos o de lo registran todo en un informe que adsorción. presentan ante sus compañeros y Desarrollar destreza en el laboratorio compañeras. Todo ello guiado por el aplicando criterios de orden, limpieza y profesor o la profesora. disminución o eliminación de residuos. UD 10: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE PRECIPITACIÓN 56 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA OBSERVACIONES • • En las actividades de intercambio de experiencias, además de la presentación oral, se repartirá entre los alumnos y las alumnas el material o informe elaborado por cada grupo. En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con la observancia de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 10: ANÁLISIS VOLUMÉTRICO DE PRECIPITACIÓN 57 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 11: ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO Duración: 15 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA 3: Aplica técnicas de análisis cuantitativo, justificando los tipos de reacciones que tienen lugar y sus aplicaciones en dichos análisis.. Objetivos de aprendizaje: 1.Describir las reacciones químicas relacionándolas con sus aplicaciones analíticas en el análisis gravimétrico. 2.Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis químico gravimétrico. 3.Aplicar las operaciones básicas necesarias en los procesos analíticos gravimétricos. 4.Planificar el trabajo secuenciando y determinando etapas críticas. 5.Realizar análisis gravimétricos, relacionando estos métodos con las técnicas fisicoquímicas en que se fundamentan. 6.Valorar el orden y limpieza en la realización de los análisis. CONTENIDOS Bloques 1 Aplicación de la estequiometría en gravimetría: cálculos de rendimiento de la reacción química. Manejo y limpieza del material gravimétrico. Realización de técnicas gravimétricas. Cálculo de la sensibilidad, exactitud y especificidad de los métodos gravimétricos. Cálculos de los datos obtenidos de una gravimetría. Aplicaciones de la gravimetría. X PROCEDIMENTALES • • • • • • Equilibrios de solubilidad y precipitación. Conceptos generales de gravimetría. Condiciones. Principales causas de error. Formación de precipitados. Métodos gravimétricos de análisis (precipitación, volatilización, electrodeposición, otros procedimientos). Etapas de las gravimetrías: Secado y composición del precipitado. Calcinación. Propiedades de los precipitados. X CONCEPTUALES • • • • • UD 11: ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO 2 3 4 5 X X X X X X X X X 58 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA • • • • ACTITUDINALES Valoración de la aplicación de la normativa de prevención de riesgos laborales. Valoración de la planificación del trabajo. Incidencia del orden y limpieza durante las fases del proceso. Actitud rigurosa, rápida y limpia en la ejecución del análisis ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad A1 Presentación de la U.D. A2 Lluvia de ideas en torno al análisis gravimétrico. METODOLOGÍA Objetiv. implicad T QUIÉN Pr Al 0,5 h. 4 h. X X X A2.1 Exposición y conclusión del profesor o la profesora. A3 Intercambio de reflexiones sobre el análisis gravimétrico. X X X X 2 h. UD 11: ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO X CÓMO se va a hacer RECURSOS PARA QUÉ se va a hacer CON QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que componen el módulo (2. Análisis Inorgánico cuantitativo). Conocer la interrelación directa con los demás módulos. Predisponer favorablemente al alumno o la alumna hacia el tipo de trabajo a desarrollar. DCB. Mediante presentación en Power-Point. La profesora o el profesor realizando preguntas del tipo ¿qué se entiende por gravimetría?, ¿en qué se basa?, ¿cuál es su relación con el equilibrio químico?, ¿cuáles son sus etapas importantes?... induce a generar ideas sobre el análisis gravimétrico. Desarrollar la comunicación y el respeto Aula. entre los compañeros y las compañeras. Comprender el equilibrio químico y su aplicación en la gravimetría. Relacionar el concepto de producto de solubilidad con el hecho de aparición o no de un precipitado. El profesor o la profesora resume las ideas clave del análisis gravimétrico: fundamento, formación del precipitado, métodos, condiciones que deben cumplir las reacciones, etapas, factores que afectan, causas de error, propiedades… X La profesora o el profesor reparte entre Profundizar sobre los conceptos de los el alumnado fichas para que, en grupos, métodos gravimétricos. Aula y fichas elaboradas por el profesor o la profesora. 59 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA asocie el método gravimétrico con la reacción química correspondiente. Posteriormente, el grupo debe anotar para cada reacción las posibles aplicaciones industriales y las operaciones y técnicas físico-químicas que se deberían emplear. Por último, guiados por el profesor, se realiza una puesta en común entre los grupos. En ella, se profundiza en los contenidos y se sacan conclusiones. Conocer las aplicaciones industriales de las gravimetrías. A4 Resolución de cálculos de los resultados a partir de datos gravimétricos. 2,5 h. X El profesor o la profesora entrega una serie de cuestiones y problemas tipo al alumnado y bajo su tutela, pero trabajando individualmente, reflexionan sobre los datos utilizados en un análisis gravimétrico: la masa de la muestra, la masa del producto obtenido y la estequiometría del equilibrio. A partir de ellos, realizan cálculos para determinar magnitudes como composición del producto, concentración, porcentaje, rendimiento… Aplicar estrategias de solución de Aula y cuestionarios elaborados por el problemas de cálculos gravimétricos y profesor o la profesora. expresar los resultados en las unidades adecuadas teniendo en cuenta las diluciones. Interpretar correctamente los resultados del análisis gravimétrico. A5-E1 Práctica autónoma sobre un análisis gravimétrico por precipitación. 4 h. X El alumnado, en parejas y siguiendo el procedimiento correspondiente, realizan en el laboratorio una gravimetría por precipitación consistente en la determinación de los iones sulfatos presentes en el agua de un río. En ella, identifican reactivos y productos, escriben la reacción, comprueban la estequiometría, realizan los cálculos, expresan el resultado de Adquirir soltura en el laboratorio siguiendo escrupulosamente los procedimientos de trabajo. Interiorizar las etapas del análisis gravimétrico. Obtener información a partir de los resultados observados durante un análisis (identificación y cuantificación de una sustancia). Elaborar de forma correcta los informes UD 11: ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO Laboratorio y su material. Procedimiento de trabajo elaborado por el profesor o la profesora. 60 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA A6-E2 Práctica autónoma sobre un análisis gravimétrico por volatilización. 4 h. X forma correcta, sacan conclusiones… y registran todo lo observado en un informe. de análisis. El alumnado, en parejas y siguiendo el procedimiento correspondiente, realiza en el laboratorio una gravimetría por volatilización consistente en la determinación del contenido de bicarbonato de sodio en las tabletas de un antiácido. En ella, identifican reactivos y productos, escriben la reacción, comprueban la estequiometría, realizan los cálculos, expresan el resultado de forma correcta, sacan conclusiones… y registran todo lo observado en un informe. Desarrollar destreza en el laboratorio aplicando los criterios de orden, limpieza y disminución o eliminación de residuos referidos a las BPL. Aplicar la técnica de volatilización al análisis químico. Obtener información a partir de los resultados observados durante un análisis. Material de laboratorio. Guión o procedimiento elaborado por el profesor o la profesora. OBSERVACIONES • En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o el alumno en relación con el desarrollo de las normas de buenas prácticas desarrolladas en él. UD 11: ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO 61 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 12: PROYECTO DE ANÁLISIS QUÍMICO INORGÁNICO Duración: 50 h. RA1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA2: Prepara disoluciones justificando cálculos de masas y concentraciones. RA3: Aplica técnicas de análisis cuantitativo, justificando los tipos de reacciones que tienen lugar y sus aplicaciones en dichos análisis. RA5: Valora resultados obtenidos del análisis, determinando su coherencia y validez. Objetivos de aprendizaje: 1. Aplicar y afianzar todos los objetivos de aprendizaje correspondientes a los Bloques 1, 2, 3 y 5 desarrollados en las Unidades Didácticas anteriores. 2. Trabajar las capacidades de iniciativa, autonomía, síntesis y evaluación. Bloques CONTENIDOS Esta Unidad Didáctica se basa en los conceptos, procedimientos y actitudes adquiridos por el alumno o la alumna en las anteriores por lo que no se explicitan. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad A1 Presentación de la U.D. METODOLOGÍA Objetiv. implicad T 0,5 h. QUIÉN Pr Al X CÓMO se va a hacer PARA QUÉ se va a hacer El profesor o la profesora propone a los Predisponer favorablemente al alumno alumnos o alumnas realizar un proyecto o la alumna hacia el tipo de trabajo a individual que consiste en la síntesis y/o desarrollar. caracterización de un compuesto inorgánico. Para ello, deben seguir las siguientes etapas: 1. Selección de materiales. 2. Síntesis o caracterización del compuesto. 3. Análisis cualitativo y cuantitativo. UD 12: PROYECTO DE ANÁLISIS QUÍMICO INORGÁNICO 1 2 3 X X X 4 5 X RECURSOS CON QUÉ se va a hacer Aula y su material. 62 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA 4. Evaluación de los resultados con la comparación de los datos comerciales. 5. Presentación de los resultados. Para ello necesita: 1. Elegir el método y técnica adecuados utilizando la bibliografía adecuada. 2. Elaborar y organizar todo el proceso que hay que seguir de forma secuencial. 3. Uso de técnicas de análisis cualitativo y cuantitativo. 4. Evaluar los resultados realizando cálculos, representando e interpretando gráficas. 5. Transmitir la información de forma adecuada. A2-E1 Realización del proyecto de síntesis y/o análisis de un compuesto inorgánico. Todos 45 h. X La alumna o alumno, individualmente, elige y desarrolla el proyecto de síntesis y/o análisis de un compuesto inorgánico (algunos ejemplos pueden ser: síntesis de haluros metálicos, alumbres, cemento dental…También pueden realizar el control de calidad de un fertilizante, pintura, cemento, agua, carne, aceite, leche, vino, conservas…) Busca y utiliza documentación apropiada, planifica el diseño de la experiencia en el laboratorio donde se exprese: procedimiento que hay que seguir secuencialmente, material y reactivos necesarios, tipo de reacción que se produce y los cálculos que hay que realizar. Por último elabora un UD 12: PROYECTO DE ANÁLISIS QUÍMICO INORGÁNICO Familiarizar al alumno o la alumna con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo experimental y la interpretación de resultados (cuestiones y problemas relacionados con los experimentos). Aplicar técnicas, métodos y actitudes experimentales desarrolladas en las anteriores Unidades Didácticas. Laboratorio y su material. Internet. Biblioteca. 63 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA informe escrito. El profesor o la profesora supervisa el trabajo durante todo el proceso y ayuda en la resolución de cuestiones y dudas. A3-E2 Presentación de proyectos e intercambio de experiencias. Todos 1,5 h. X Cada alumna o alumno expone el proyecto realizado ante el resto del alumnado contestando las posibles cuestiones. Contrastar la fiabilidad de los resultados Presentación en Power-Point. mediante la comparación con el trabajo de cada alumno o alumna. Defender en público el trabajo realizado. OBSERVACIONES • En esta Unidad Didáctica es importante valorar la iniciativa y la autonomía que está adquiriendo el alumno o alumna, de forma que el profesor o profesora actúa únicamente como apoyo. Si bien durante la elaboración del informe, debatirá y corregirá con la alumna o alumno, individualmente, hasta conseguir el informe final que presentará en público. UD 12: PROYECTO DE ANÁLISIS QUÍMICO INORGÁNICO 64 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 13: FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ORGÁNICA Duración: 14 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA 4: Analiza funciones orgánicas, describiendo el tipo de reacción que tiene lugar. Objetivos de aprendizaje: 1. Explicar las características y reacciones que tienen lugar en un análisis químico orgánico. 2. Aplicar las operaciones básicas necesarias en el análisis orgánico. 3. Tratar la muestra previamente al análisis usando técnicas de separación. 4. Preparar los derivados analíticos de la muestra para determinar su estructura. 5. Valorar el poder orientativo de las observaciones previas al análisis para determinar las características físicas de un producto. 6. Aplicar normas de seguridad y salud laboral relacionadas con las sustancias orgánicas CONTENIDOS • PROCEDIMENTALES CONCEPTUALES • • • • • Aplicación de las técnicas de aislamiento y purificación en el análisis orgánico (cristalización, filtración, decantación, extracción…) Aplicación de los tipos de reacciones al análisis orgánico. Formulación de compuestos orgánicos. Separación de mezclas orgánicas (según su solubilidad). Aplicación práctica de los mecanismos de reacción en química orgánica. Proposición de soluciones al tratamiento y/o almacenamiento de los residuos orgánicos resultantes. • • • • • El átomo de carbono y tipos de enlace: simple, doble y triple. Conjugación. Principales funciones orgánicas. Concepto y tipos de isomería. Actividad óptica. Estudio de los principales grupos orgánicos funcionales, propiedades físicas y químicas. UD 13: FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ORGÁNICA Bloques 1 2 3 4 5 X X X X X X X X X X X 65 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA ACTITUDINALES • • • • • Valoración del cumplimiento de las normas de seguridad y salud laboral. Valoración del respeto y cumplimiento de las normas medioambientales. Actitud rigurosa, rápida y limpia en la ejecución del análisis. Cumplimiento de las BPL. Valoración de la autonomía y la iniciativa. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. implicad A1 Presentación de la U.D. A2 Lluvia de ideas en torno a la química orgánica. A2.1 Experimentos guiados para diferenciar compuestos orgánicos e inorgánicos. X X X X X 1,2 0,5 h. QUIÉN Pr Al X 2,5 h. X X La profesora o el profesor, ayudándose de un vídeo presenta sustancias cotidianas como jabón, ropa, medicamentos, etc. Induce a generar ideas sobre la química orgánica (¿qué es? ¿diferencia entre orgánica e inorgánica? ¿cómo se construyen las moléculas?...) X X El profesor o la profesora propone una serie de experiencias a realizar con compuestos orgánicos (azúcar, acetona, alcohol…) e inorgánicos (agua, sal) de manera que se saquen T RECURSOS CÓMO se va a hacer PARA QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con el resto de las unidades que componen el módulo, destacando la importancia del análisis orgánico para un Técnico Superior en Laboratorio de Análisis y de Control de Calidad, que comprende el bloque 4. Predisponer favorablemente al alumno o a la alumna con el tipo de trabajo a desarrollar. Conocer la interrelación directa con el resto de unidades que componen el módulo. DCB. Mediante presentación en Power-Point. Conocer la química orgánica como una parte de la ciencia química ubicándola en su campo de acción. Diferenciar las sustancias inorgánicas y las orgánicas. Video. Aula y su material. Laboratorio y su material. UD 13: FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ORGÁNICA CON QUÉ se va a hacer 66 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA conclusiones sobre puntos de ebullición, conductividad, comportamiento ante el fuego. X A2.2 Exposición y conclusión. A3-E1 Construcción de modelos de moléculas orgánicas. 1,2,3,5 3 h. X La profesora o el profesor reparte entre el alumnado un modelo de bolas y varillas y propone al alumnado la construcción de distintos modelos de moléculas orgánicas. El alumnado, agrupado en parejas, construye, formula y nombra los compuestos. X Se propone una búsqueda de información y consulta bibliográfica sobre el análisis de compuestos orgánicos. El alumnado, agrupado en parejas, completa y desarrolla la guía elaborada por el profesor o la profesora (etapas del análisis, caracterización, análisis previo, elemental cualitativo y cuantitativo, clasificación de funciones orgánicas por ensayos de solubilidad, disolventes usados en los ensayos de solubilidad…) X A3.1 Exposición resumen sobre la formulación y nomenclatura de los compuestos orgánicos. A4-E2 Búsqueda de información acerca del análisis orgánico. Se realiza una exposición conjunta, entre el profesor o la profesora resumiendo los conceptos clave. 1,2,3,5 3 h. X Reconocer las especiales Modelo de bolas y varillas. características del átomo de carbono y Aula y su material. su facilidad para formar cadenas carbonadas y enlaces carbono-carbono simples, dobles y triples. Conocer los diferentes grupos funcionales. Manejar las reglas de formulación y nomenclatura los compuestos El profesor o la profesora resume la orgánicos. nomenclatura y formulación del carbono Conocer los tipos de isomería y la y sus grupos funcionales, introduciendo disposición de distintos isómeros. conceptos como isomería, resonancia, actividad óptica… UD 13: FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ORGÁNICA Conocer las etapas del análisis orgánico. Conocer la primera manipulación del compuesto orgánico (aislamiento y purificación). Comunicar y realizar un trabajo de síntesis. Aula y su material. Aula de informática e Internet. Biblioteca. 67 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA X A4.1-E3 Intercambio de experiencias (presentación del material). A5-E4 Práctica autónoma de la caracterización de los compuestos orgánicos. A5.1-E4 Intercambio de experiencias (presentación del informe de laboratorio). Todos 5 h. X X Cada pareja de alumnos o alumnas expone la información obtenida, de forma ordenada, incluyendo la fuente bibliográfica consultada, y responde las dudas surgidas. Colectivamente, se elabora, con la supervisión del profesor o la profesora, un informe completo que se repartirá entre toda la clase. X Cada pareja de alumnas o alumnos lleva a cabo la separación, purificación y caracterización de un compuesto orgánico diferente presente en el laboratorio (estado físico, color, olor, punto de fusión, punto de ebullición, peso molecular, índice de refracción, solubilidad…) Las parejas elaboran el procedimiento de trabajo, anotan lo observado, realizan los cálculos correspondientes, sacan conclusiones y lo registran todo en un informe que presentan ante sus compañeros y compañeras. El profesor o la profesora dirige la presentación, de forma que interioricen y reflexionen sobre el trabajo realizado. X Relacionar la estructura de los enlaces en una molécula con sus principales propiedades físico-químicas como solubilidad, punto de fusión, acidez y basicidad,… así como con la estructura tridimensional de las moléculas orgánicas. Laboratorio y su material. Aislar y purificar, según métodos físicos (destilación, extracción, sublimación…), los compuestos orgánicos. Determinar las propiedades físicoquímicas de los compuestos orgánicos que conlleven a su identificación. Desarrollar criterios de orden, limpieza y eliminación de residuos orgánicos siguiendo las BPL. OBSERVACIONES • • Antes de comenzar esta Unidad didáctica es aconsejable realizar una prueba de nivel sobre nomenclatura y formulación orgánica. En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o del alumno en relación con el desarrollo y aplicación de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 13: FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ORGÁNICA 68 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 14: ANÁLISIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS Duración: 13 h. RA 4: Analiza funciones orgánicas, describiendo el tipo de reacción que tiene lugar. Objetivos de aprendizaje: 1. Identificar las reacciones características de los diferentes grupos funcionales. 2. Identificar los grupos funcionales de una muestra teniendo en cuenta sus propiedades. 3. Identificar los elementos constituyentes de una muestra mediante análisis elemental aplicando las reacciones correspondientes. 4. Tratar la muestra previamente al análisis usando técnicas de separación. 5. Preparar los derivados analíticos de la muestra para determinar su estructura. 6. Aplicar técnicas de ensayos orgánicos para la identificación de los diferentes constituyentes de las muestras. 7. Valorar el poder orientativo de las observaciones previas al análisis para determinar las características físicas de un producto. 8. Aplicar normas de seguridad y salud laboral relacionadas con las sustancias orgánicas. CONTENIDOS Bloques 1 2 3 4 PROCEDIMENTALES • • • • • • Identificación de los elementos de una muestra orgánica por métodos directos. Aplicación de los métodos de identificación y cuantificación de sustancias orgánicas. Aplicación práctica de los mecanismos de reacción en química orgánica. Realización de síntesis de compuestos orgánicos sencillos. Realización de cálculos numéricos y gráficas para la cuantificación de sustancias orgánicas. Proposición de soluciones al tratamiento y/o almacenamiento de los residuos orgánicos resultantes. X X X X X X CONCEPTUALES • • • Principales grupos orgánicos funcionales, propiedades físicas y químicas. Definición y generalidades de los mecanismos de reacción. Tipos de reacciones en química orgánica: adición, sustitución, eliminación, halogenación, esterificación, nitración… X X X ACTITUDINALES • • • Valoración del cumplimiento de las normas de seguridad y salud laboral. Valoración del respeto y cumplimiento de las normas medioambientales. Actitud rigurosa, rápida y limpia en la ejecución del análisis. X X X UD 14: ANÁLISIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS 5 69 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA • • Cumplimiento de las BPL. Valoración de la autonomía y la iniciativa. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad METODOLOGÍA Objetiv. implicad A1 Presentación de la U.D. A2 Exposición sobre las reacciones y mecanismos de reacción en química orgánica. A2.1-E1 Resolución de cuestionarios, problemas y reacciones orgánicas. X X 1,2,3,4 0,5 h. QUIÉN Pr Al X 3,5 h. X T X RECURSOS CÓMO se va a hacer PARA QUÉ se va a hacer CON QUÉ se va a hacer Se presentan los objetivos de aprendizaje, se sitúa la unidad en el módulo y se relaciona con la unidad anterior, destacando la importancia del análisis orgánico cualitativo y cuantitativo que comprende el bloque 4 para un Técnico Superior en Laboratorio de Análisis y de Control de Calidad. Predisponer favorablemente al alumno o a la alumna hacia el tipo de trabajo a desarrollar. Conocer la interrelación directa con los demás módulos. DCB. Mediante presentación en Power-Point. El profesor o la profesora, mediante una presentación en Power-Point, o similar, describe los tipos de reacciones orgánicas. Continúa con la explicación de los mecanismos de reacción que se producen en la obtención de compuestos orgánicos y que influyen en las propiedades de los grupos funcionales orgánicos. Conocer los tipos de reacciones orgánicas (sustitución, eliminación, transposición, adición...) Interpretar los mecanismos de reacción orgánicos. Conocer las propiedades físicas y químicas de los distintos compuestos orgánicos según su grupo funcional. Aplicar estrategias de cálculo en la síntesis y análisis de compuestos orgánicos. Aula y su material. Cuestionario y problemas elaborados por el profesor o la profesora. El alumnado resuelve cuestiones, problemas (síntesis y análisis funcional) y completa las reacciones orgánicas propuestas por la profesora o el profesor (formas de alargar o acortar la cadena, introducción de heteroátomos, UD 14: ANÁLISIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS 70 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA variación del lugar de una función orgánica etc.) A3 Práctica autónoma de análisis elemental orgánico. Todos 5 h. X A3.1-E2 Intercambio de experiencias. A4 Práctica autónoma de análisis funcional orgánico. A4.1-E3 Intercambio de experiencias. Todos 5 h. X X Los alumnos o las alumnas, agrupados en parejas, identifican experimentalmente, siguiendo escrupulosamente los métodos correspondientes, el carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre, oxígeno y halógenos en una muestra de laboratorio. X Las parejas elaboran el procedimiento de trabajo, anotan lo observado, escriben las reacciones, realizan cálculos, sacan conclusiones y lo registran todo en un informe que presentan ante sus compañeros y compañeras. El profesor o la profesora dirige la presentación de forma que interioricen y reflexionen sobre el trabajo realizado. X La profesora o el profesor plantea a los alumnos o a las alumnas, agrupados en parejas, el análisis experimental de algunos grupos funcionales orgánicos en diferentes muestras (jabón, golosinas, etc.) X Conocer algunas pruebas de laboratorio en las que se basa el análisis elemental orgánico. Identificar, a través de reacciones específicas, los elementos más comunes que constituyen los compuestos orgánicos. Adiestrarse en el manejo de pequeñas cantidades de sustancias que requiere este tipo de análisis. Afianzar los conocimientos adquiridos sobre grupos funcionales. Saber plantear un problema de análisis químico orgánico. Desarrollar buenos hábitos de trabajo en el laboratorio (seguridad, limpieza, orden, manipulación de equipos, Las parejas buscan información sobre reactivos y residuos y trabajo en el compuesto seleccionado y eligen la equipo). técnica y método adecuados al análisis, Desarrollar la autonomía y la iniciativa. elaboran el procedimiento de trabajo, realizan el análisis con pulcritud, UD 14: ANÁLISIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS Laboratorio y su material. Métodos de determinación cualitativa y cuantitativa de carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre, oxígeno y halógenos (Métodos de la fusión alcalina, Kjeldahl, Dumas, Carius, etc.) Laboratorio y su material. Aula de informática e Internet. Biblioteca. 71 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA calculan y reflexionan sobre los resultados. Todo ello lo reflejan en un informe que presentan ante la clase. El profesor o la profesora, coordina y modera, corrigiendo defectos y solucionando dudas. OBSERVACIONES • En todas las actividades que se desarrollen en el laboratorio es necesario que el profesor o la profesora incida en la limpieza y recogida del material del laboratorio y en el compromiso y responsabilidad por parte de la alumna o del alumno en relación con el desarrollo y aplicación de las normas de buenas prácticas de laboratorio. UD 14: ANÁLISIS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS 72 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA Unidad didáctica nº. 15: PROYECTO DE SÍNTESIS Y ANÁLISIS QUÍMICO ORGÁNICO Duración: 30 h. RA 1: Clasifica materiales y reactivos para el análisis químico reconociendo sus propiedades y comportamiento químico. RA 2: Prepara disoluciones justificando cálculos de masas y concentraciones. RA 4: Analiza funciones orgánicas, describiendo el tipo de reacción que tiene lugar. RA 5: Valora resultados obtenidos del análisis, determinando su coherencia y validez. Objetivos de aprendizaje: 1.Afianzar todos los objetivos de aprendizaje relativos a los contenidos de los bloques 1, 2, 4 y 5 desarrollados en las unidades didácticas anteriores. 2.Trabajar las capacidades de autonomía, iniciativa, síntesis y evaluación. Bloques CONTENIDOS Esta unidad didáctica se basa en los conceptos, procedimientos y actitudes adquiridos por el alumno o la alumna en las anteriores por lo que no se explicitan. ACTIVIDAD QUÉ voy o van a hacer Tipo de actividad A1 Presentación de la U.D. (proyecto orgánico). METODOLOGÍA Objetiv. implicad T 0,5 h. QUIÉN Pr Al X CÓMO se va a hacer PARA QUÉ se va a hacer El profesor o la profesora propone a los alumnos o a las alumnas realizar un proyecto individual que consiste en la síntesis y/o caracterización de un compuesto orgánico. Para ello, deben seguir las siguientes etapas: 1. Selección de materiales. 2. Síntesis y/o caracterización del compuesto. 3. Análisis cualitativo y cuantitativo. Predisponer favorablemente al alumno o a la alumna hacia el tipo de trabajo a desarrollar. UD 15: PROYECTOS DE SÍNTESIS Y ANÁLISIS QUÍMICO ORGÁNICO 1 2 X X 3 4 5 X X RECURSOS CON QUÉ se va a hacer Aula y su material. Laboratorio y su material. 73 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA 4. Evaluación de los resultados con la comparación de los datos comerciales. 5. Presentación de los resultados. Para ello necesita: 1. Elegir el método y técnica adecuados utilizando la bibliografía pertinente. 2. Definir y planificar el proceso que hay que seguir de forma secuencial. 3. Utilizar de técnicas de análisis cualitativo y cuantitativo. 4. Evaluar los resultados, realizando cálculos, representando e interpretando gráficas. 5. Transmitir la información de forma adecuada. A2-E1 Realización individual del proyecto de síntesis y análisis orgánico, de forma autónoma. Todos 28 h. X La alumna o el alumno, individualmente, elige y desarrolla el proyecto de síntesis y análisis de un compuesto orgánico (algunos ejemplos pueden ser: síntesis de anilina, acetamida, aspirina, jabón, colorantes azoicos…) Busca y utiliza documentación apropiada, planifica el diseño de la experiencia en el laboratorio, donde se exprese: procedimiento que hay que seguir secuencialmente, material y reactivos necesarios, tipo de reacción que se produce y los cálculos que hay que realizar. Por último elabora un informe escrito. Familiarizar al alumno o a la alumna con la búsqueda de datos necesarios para la realización del trabajo experimental y la interpretación de resultados (cuestiones y problemas relacionados con los experimentos). Aplicar técnicas y métodos experimentales desarrollados en las anteriores unidades didácticas. UD 15: PROYECTOS DE SÍNTESIS Y ANÁLISIS QUÍMICO ORGÁNICO Laboratorio y su material. Internet. Biblioteca. 74 Ciclo Formativo: LABORATORIO DE ANÁLISIS Y CONTROL DE CALIDAD Módulo 2: ANÁLISIS QUÍMICOS QUÍMICA El profesor o la profesora supervisa el trabajo durante todo el proceso y ayuda en la resolución de cuestiones y dudas. A3-E2 Presentación de proyectos e intercambio de experiencias. Todos 1,5 h. X Cada alumna o alumno expone el proyecto realizado ante el resto del alumnado contestando las posibles cuestiones. Contrastar la fiabilidad de los resultados Presentación en Power-Point. mediante la comparación con el trabajo de cada alumno o alumna. Defender en público el trabajo realizado. OBSERVACIONES • En esta unidad didáctica es importante valorar la iniciativa y la autonomía que está adquiriendo el alumno o la alumna, de forma que el profesor o la profesora actuará únicamente como apoyo. Si bien durante la elaboración del informe, debatirá y corregirá con la alumna o el alumno o la alumna, individualmente, hasta conseguir el informe final, que presentará en público. UD 15: PROYECTOS DE SÍNTESIS Y ANÁLISIS QUÍMICO ORGÁNICO 75